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_DIRTY               (_AT(pteval_t, 1) << 55)
  30 #define PTE_SPECIAL             (_AT(pteval_t, 1) << 56)
  31 #ifdef CONFIG_ARM64_HW_AFDBM
  32 #define PTE_WRITE               (PTE_DBM)                /* same as DBM */
  33 #else
  34 #define PTE_WRITE               (_AT(pteval_t, 1) << 57)
  35 #endif
  36 #define PTE_PROT_NONE           (_AT(pteval_t, 1) << 58) /* only when !PTE_VALID */
  37
  38 /*
  39  * VMALLOC and SPARSEMEM_VMEMMAP ranges.
  40  *
  41  * VMEMAP_SIZE: allows the whole VA space to be covered by a struct page array
  42  *      (rounded up to PUD_SIZE).
  43  * VMALLOC_START: beginning of the kernel VA space
  44  * VMALLOC_END: extends to the available space below vmmemmap, PCI I/O space,
  45  *      fixed mappings and modules
  46  */
  47 #define VMEMMAP_SIZE            ALIGN((1UL << (VA_BITS - PAGE_SHIFT)) * sizeof(struct page), PUD_SIZE)
  48 #define VMALLOC_START           (UL(0xffffffffffffffff) << VA_BITS)
  49 #define VMALLOC_END             (PAGE_OFFSET - PUD_SIZE - VMEMMAP_SIZE - SZ_64K)
  50
  51 #define vmemmap                 ((struct page *)(VMALLOC_END + SZ_64K))
  52
  53 #define FIRST_USER_ADDRESS      0UL
  54
  55 #ifndef __ASSEMBLY__
  56
  57 #include <linux/mmdebug.h>
  58
  59 extern void __pte_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  60 extern void __pmd_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  61 extern void __pud_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  62 extern void __pgd_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  63
  64 #ifdef CONFIG_SMP
  65 #define PROT_DEFAULT            (PTE_TYPE_PAGE | PTE_AF | PTE_SHARED)
  66 #define PROT_SECT_DEFAULT       (PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AF | PMD_SECT_S)
  67 #else
  68 #define PROT_DEFAULT            (PTE_TYPE_PAGE | PTE_AF)
  69 #define PROT_SECT_DEFAULT       (PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AF)
  70 #endif
  71
  72 #define PROT_DEVICE_nGnRE       (PROT_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRE))
  73 #define PROT_NORMAL_NC          (PROT_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC))
  74 #define PROT_NORMAL             (PROT_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | 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_EXEC        __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_WRITE)
  84
  85 #define PAGE_HYP                __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_HYP)
  86 #define PAGE_HYP_DEVICE         __pgprot(PROT_DEVICE_nGnRE | PTE_HYP)
  87
  88 #define PAGE_S2                 __pgprot(PROT_DEFAULT | PTE_S2_MEMATTR(MT_S2_NORMAL) | PTE_S2_RDONLY)
  89 #define PAGE_S2_DEVICE          __pgprot(PROT_DEFAULT | PTE_S2_MEMATTR(MT_S2_DEVICE_nGnRE) | PTE_S2_RDONLY | PTE_UXN)
  90
  91 #define PAGE_NONE               __pgprot(((_PAGE_DEFAULT) & ~PTE_TYPE_MASK) | PTE_PROT_NONE | PTE_PXN | PTE_UXN)
  92 #define PAGE_SHARED             __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_WRITE)
  93 #define PAGE_SHARED_EXEC        __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN | PTE_WRITE)
  94 #define PAGE_COPY               __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN | PTE_UXN)
  95 #define PAGE_COPY_EXEC          __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN)
  96 #define PAGE_READONLY           __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN | PTE_UXN)
  97 #define PAGE_READONLY_EXEC      __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN)
  98
  99 #define __P000  PAGE_NONE
 100 #define __P001  PAGE_READONLY
 101 #define __P010  PAGE_COPY
 102 #define __P011  PAGE_COPY
 103 #define __P100  PAGE_READONLY_EXEC
 104 #define __P101  PAGE_READONLY_EXEC
 105 #define __P110  PAGE_COPY_EXEC
 106 #define __P111  PAGE_COPY_EXEC
 107
 108 #define __S000  PAGE_NONE
 109 #define __S001  PAGE_READONLY
 110 #define __S010  PAGE_SHARED
 111 #define __S011  PAGE_SHARED
 112 #define __S100  PAGE_READONLY_EXEC
 113 #define __S101  PAGE_READONLY_EXEC
 114 #define __S110  PAGE_SHARED_EXEC
 115 #define __S111  PAGE_SHARED_EXEC
 116
 117 /*
 118  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
 119  * for zero-mapped memory areas etc..
 120  */
 121 extern struct page *empty_zero_page;
 122 #define ZERO_PAGE(vaddr)        (empty_zero_page)
 123
 124 #define pte_ERROR(pte)          __pte_error(__FILE__, __LINE__, pte_val(pte))
 125
 126 #define pte_pfn(pte)            ((pte_val(pte) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 127
 128 #define pfn_pte(pfn,prot)       (__pte(((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot)))
 129
 130 #define pte_none(pte)           (!pte_val(pte))
 131 #define pte_clear(mm,addr,ptep) set_pte(ptep, __pte(0))
 132 #define pte_page(pte)           (pfn_to_page(pte_pfn(pte)))
 133
 134 /* Find an entry in the third-level page table. */
 135 #define pte_index(addr)         (((addr) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1))
 136
 137 #define pte_offset_kernel(dir,addr)     (pmd_page_vaddr(*(dir)) + pte_index(addr))
 138
 139 #define pte_offset_map(dir,addr)        pte_offset_kernel((dir), (addr))
 140 #define pte_offset_map_nested(dir,addr) pte_offset_kernel((dir), (addr))
 141 #define pte_unmap(pte)                  do { } while (0)
 142 #define pte_unmap_nested(pte)           do { } while (0)
 143
 144 /*
 145  * The following only work if pte_present(). Undefined behaviour otherwise.
 146  */
 147 #define pte_present(pte)        (!!(pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_PROT_NONE)))
 148 #define pte_young(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_AF))
 149 #define pte_special(pte)        (!!(pte_val(pte) & PTE_SPECIAL))
 150 #define pte_write(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_WRITE))
 151 #define pte_exec(pte)           (!(pte_val(pte) & PTE_UXN))
 152
 153 #ifdef CONFIG_ARM64_HW_AFDBM
 154 #define pte_hw_dirty(pte)       (!(pte_val(pte) & PTE_RDONLY))
 155 #else
 156 #define pte_hw_dirty(pte)       (0)
 157 #endif
 158 #define pte_sw_dirty(pte)       (!!(pte_val(pte) & PTE_DIRTY))
 159 #define pte_dirty(pte)          (pte_sw_dirty(pte) || pte_hw_dirty(pte))
 160
 161 #define pte_valid(pte)          (!!(pte_val(pte) && PTE_VALID))
 162 #define pte_valid_user(pte) \
 163         ((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_USER)) == (PTE_VALID | PTE_USER))
 164 #define pte_valid_not_user(pte) \
 165         ((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_USER)) == PTE_VALID)
 166
 167 static inline pte_t clear_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 168 {
 169         pte_val(pte) &= ~pgprot_val(prot);
 170         return pte;
 171 }
 172
 173 static inline pte_t set_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 174 {
 175         pte_val(pte) |= pgprot_val(prot);
 176         return pte;
 177 }
 178
 179 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 180 {
 181         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
 182 }
 183
 184 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 185 {
 186         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
 187 }
 188
 189 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 190 {
 191         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
 192 }
 193
 194 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 195 {
 196         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
 197 }
 198
 199 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 200 {
 201         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
 202 }
 203
 204 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 205 {
 206         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
 207 }
 208
 209 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 210 {
 211         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SPECIAL));
 212 }
 213
 214 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 215 {
 216         *ptep = pte;
 217
 218         /*
 219          * Only if the new pte is valid and kernel, otherwise TLB maintenance
 220          * or update_mmu_cache() have the necessary barriers.
 221          */
 222         if (pte_valid_not_user(pte)) {
 223                 dsb(ishst);
 224                 isb();
 225         }
 226 }
 227
 228 struct mm_struct;
 229 struct vm_area_struct;
 230
 231 extern void __sync_icache_dcache(pte_t pteval, unsigned long addr);
 232
 233 /*
 234  * PTE bits configuration in the presence of hardware Dirty Bit Management
 235  * (PTE_WRITE == PTE_DBM):
 236  *
 237  * Dirty  Writable | PTE_RDONLY  PTE_WRITE  PTE_DIRTY (sw)
 238  *   0      0      |   1           0          0
 239  *   0      1      |   1           1          0
 240  *   1      0      |   1           0          1
 241  *   1      1      |   0           1          x
 242  *
 243  * When hardware DBM is not present, the sofware PTE_DIRTY bit is updated via
 244  * the page fault mechanism. Checking the dirty status of a pte becomes:
 245  *
 246  *   PTE_DIRTY || !PTE_RDONLY
 247  */
 248 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 249                               pte_t *ptep, pte_t pte)
 250 {
 251         if (pte_valid_user(pte)) {
 252                 if (!pte_special(pte) && pte_exec(pte))
 253                         __sync_icache_dcache(pte, addr);
 254                 if (pte_sw_dirty(pte) && pte_write(pte))
 255                         pte_val(pte) &= ~PTE_RDONLY;
 256                 else
 257                         pte_val(pte) |= PTE_RDONLY;
 258         }
 259
 260         /*
 261          * If the existing pte is valid, check for potential race with
 262          * hardware updates of the pte (ptep_set_access_flags safely changes
 263          * valid ptes without going through an invalid entry).
 264          */
 265         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_HW_AFDBM) &&
 266             pte_valid(*ptep)) {
 267                 BUG_ON(!pte_young(pte));
 268                 BUG_ON(pte_write(*ptep) && !pte_dirty(pte));
 269         }
 270
 271         set_pte(ptep, pte);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * Huge pte definitions.
 276  */
 277 #define pte_huge(pte)           (!(pte_val(pte) & PTE_TABLE_BIT))
 278 #define pte_mkhuge(pte)         (__pte(pte_val(pte) & ~PTE_TABLE_BIT))
 279
 280 /*
 281  * Hugetlb definitions.
 282  */
 283 #define HUGE_MAX_HSTATE         2
 284 #define HPAGE_SHIFT             PMD_SHIFT
 285 #define HPAGE_SIZE              (_AC(1, UL) << HPAGE_SHIFT)
 286 #define HPAGE_MASK              (~(HPAGE_SIZE - 1))
 287 #define HUGETLB_PAGE_ORDER      (HPAGE_SHIFT - PAGE_SHIFT)
 288
 289 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
 290
 291 static inline pte_t pud_pte(pud_t pud)
 292 {
 293         return __pte(pud_val(pud));
 294 }
 295
 296 static inline pmd_t pud_pmd(pud_t pud)
 297 {
 298         return __pmd(pud_val(pud));
 299 }
 300
 301 static inline pte_t pmd_pte(pmd_t pmd)
 302 {
 303         return __pte(pmd_val(pmd));
 304 }
 305
 306 static inline pmd_t pte_pmd(pte_t pte)
 307 {
 308         return __pmd(pte_val(pte));
 309 }
 310
 311 static inline pgprot_t mk_sect_prot(pgprot_t prot)
 312 {
 313         return __pgprot(pgprot_val(prot) & ~PTE_TABLE_BIT);
 314 }
 315
 316 /*
 317  * THP definitions.
 318  */
 319
 320 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 321 #define pmd_trans_huge(pmd)     (pmd_val(pmd) && !(pmd_val(pmd) & PMD_TABLE_BIT))
 322 #define pmd_trans_splitting(pmd)        pte_special(pmd_pte(pmd))
 323 #ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
 324 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SPLITTING_FLUSH
 325 struct vm_area_struct;
 326 void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 327                           pmd_t *pmdp);
 328 #endif /* CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE */
 329 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 330
 331 #define pmd_dirty(pmd)          pte_dirty(pmd_pte(pmd))
 332 #define pmd_young(pmd)          pte_young(pmd_pte(pmd))
 333 #define pmd_wrprotect(pmd)      pte_pmd(pte_wrprotect(pmd_pte(pmd)))
 334 #define pmd_mksplitting(pmd)    pte_pmd(pte_mkspecial(pmd_pte(pmd)))
 335 #define pmd_mkold(pmd)          pte_pmd(pte_mkold(pmd_pte(pmd)))
 336 #define pmd_mkwrite(pmd)        pte_pmd(pte_mkwrite(pmd_pte(pmd)))
 337 #define pmd_mkdirty(pmd)        pte_pmd(pte_mkdirty(pmd_pte(pmd)))
 338 #define pmd_mkyoung(pmd)        pte_pmd(pte_mkyoung(pmd_pte(pmd)))
 339 #define pmd_mknotpresent(pmd)   (__pmd(pmd_val(pmd) & ~PMD_TYPE_MASK))
 340
 341 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
 342 #define pmd_write(pmd)          pte_write(pmd_pte(pmd))
 343
 344 #define pmd_mkhuge(pmd)         (__pmd(pmd_val(pmd) & ~PMD_TABLE_BIT))
 345
 346 #define pmd_pfn(pmd)            (((pmd_val(pmd) & PMD_MASK) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 347 #define pfn_pmd(pfn,prot)       (__pmd(((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot)))
 348 #define mk_pmd(page,prot)       pfn_pmd(page_to_pfn(page),prot)
 349
 350 #define pud_write(pud)          pte_write(pud_pte(pud))
 351 #define pud_pfn(pud)            (((pud_val(pud) & PUD_MASK) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 352
 353 #define set_pmd_at(mm, addr, pmdp, pmd) set_pte_at(mm, addr, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(pmd))
 354
 355 static inline int has_transparent_hugepage(void)
 356 {
 357         return 1;
 358 }
 359
 360 #define __pgprot_modify(prot,mask,bits) \
 361         __pgprot((pgprot_val(prot) & ~(mask)) | (bits))
 362
 363 /*
 364  * Mark the prot value as uncacheable and unbufferable.
 365  */
 366 #define pgprot_noncached(prot) \
 367         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRnE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 368 #define pgprot_writecombine(prot) \
 369         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 370 #define pgprot_device(prot) \
 371         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 372 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
 373 struct file;
 374 extern pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
 375                                      unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
 376
 377 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
 378 #define pmd_present(pmd)        (pmd_val(pmd))
 379
 380 #define pmd_bad(pmd)            (!(pmd_val(pmd) & 2))
 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 #ifdef CONFIG_ARM64_64K_PAGES
 388 #define pud_sect(pud)           (0)
 389 #define pud_table(pud)          (1)
 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 pte_t *pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
 410 {
 411         return __va(pmd_val(pmd) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK);
 412 }
 413
 414 #define pmd_page(pmd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pmd_val(pmd) & PHYS_MASK))
 415
 416 /*
 417  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
 418  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
 419  */
 420 #define mk_pte(page,prot)       pfn_pte(page_to_pfn(page),prot)
 421
 422 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
 423
 424 #define pmd_ERROR(pmd)          __pmd_error(__FILE__, __LINE__, pmd_val(pmd))
 425
 426 #define pud_none(pud)           (!pud_val(pud))
 427 #define pud_bad(pud)            (!(pud_val(pud) & 2))
 428 #define pud_present(pud)        (pud_val(pud))
 429
 430 static inline void set_pud(pud_t *pudp, pud_t pud)
 431 {
 432         *pudp = pud;
 433         dsb(ishst);
 434         isb();
 435 }
 436
 437 static inline void pud_clear(pud_t *pudp)
 438 {
 439         set_pud(pudp, __pud(0));
 440 }
 441
 442 static inline pmd_t *pud_page_vaddr(pud_t pud)
 443 {
 444         return __va(pud_val(pud) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK);
 445 }
 446
 447 /* Find an entry in the second-level page table. */
 448 #define pmd_index(addr)         (((addr) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD - 1))
 449
 450 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long addr)
 451 {
 452         return (pmd_t *)pud_page_vaddr(*pud) + pmd_index(addr);
 453 }
 454
 455 #define pud_page(pud)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pud_val(pud) & PHYS_MASK))
 456
 457 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2 */
 458
 459 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3
 460
 461 #define pud_ERROR(pud)          __pud_error(__FILE__, __LINE__, pud_val(pud))
 462
 463 #define pgd_none(pgd)           (!pgd_val(pgd))
 464 #define pgd_bad(pgd)            (!(pgd_val(pgd) & 2))
 465 #define pgd_present(pgd)        (pgd_val(pgd))
 466
 467 static inline void set_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
 468 {
 469         *pgdp = pgd;
 470         dsb(ishst);
 471 }
 472
 473 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgdp)
 474 {
 475         set_pgd(pgdp, __pgd(0));
 476 }
 477
 478 static inline pud_t *pgd_page_vaddr(pgd_t pgd)
 479 {
 480         return __va(pgd_val(pgd) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK);
 481 }
 482
 483 /* Find an entry in the frst-level page table. */
 484 #define pud_index(addr)         (((addr) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1))
 485
 486 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long addr)
 487 {
 488         return (pud_t *)pgd_page_vaddr(*pgd) + pud_index(addr);
 489 }
 490
 491 #define pgd_page(pgd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pgd_val(pgd) & PHYS_MASK))
 492
 493 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3 */
 494
 495 #define pgd_ERROR(pgd)          __pgd_error(__FILE__, __LINE__, pgd_val(pgd))
 496
 497 /* to find an entry in a page-table-directory */
 498 #define pgd_index(addr)         (((addr) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD - 1))
 499
 500 #define pgd_offset(mm, addr)    ((mm)->pgd+pgd_index(addr))
 501
 502 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
 503 #define pgd_offset_k(addr)      pgd_offset(&init_mm, addr)
 504
 505 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 506 {
 507         const pteval_t mask = PTE_USER | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_RDONLY |
 508                               PTE_PROT_NONE | PTE_WRITE | PTE_TYPE_MASK;
 509         /* preserve the hardware dirty information */
 510         if (pte_hw_dirty(pte))
 511                 newprot |= PTE_DIRTY;
 512         pte_val(pte) = (pte_val(pte) & ~mask) | (pgprot_val(newprot) & mask);
 513         return pte;
 514 }
 515
 516 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 517 {
 518         return pte_pmd(pte_modify(pmd_pte(pmd), newprot));
 519 }
 520
 521 #ifdef CONFIG_ARM64_HW_AFDBM
 522 /*
 523  * Atomic pte/pmd modifications.
 524  */
 525 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 526 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 527                                             unsigned long address,
 528                                             pte_t *ptep)
 529 {
 530         pteval_t pteval;
 531         unsigned int tmp, res;
 532
 533         asm volatile("//        ptep_test_and_clear_young\n"
 534         "       prfm    pstl1strm, %2\n"
 535         "1:     ldxr    %0, %2\n"
 536         "       ubfx    %w3, %w0, %5, #1        // extract PTE_AF (young)\n"
 537         "       and     %0, %0, %4              // clear PTE_AF\n"
 538         "       stxr    %w1, %0, %2\n"
 539         "       cbnz    %w1, 1b\n"
 540         : "=&r" (pteval), "=&r" (tmp), "+Q" (pte_val(*ptep)), "=&r" (res)
 541         : "L" (~PTE_AF), "I" (ilog2(PTE_AF)));
 542
 543         return res;
 544 }
 545
 546 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 547 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 548 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 549                                             unsigned long address,
 550                                             pmd_t *pmdp)
 551 {
 552         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, (pte_t *)pmdp);
 553 }
 554 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 555
 556 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 557 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 558                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
 559 {
 560         pteval_t old_pteval;
 561         unsigned int tmp;
 562
 563         asm volatile("//        ptep_get_and_clear\n"
 564         "       prfm    pstl1strm, %2\n"
 565         "1:     ldxr    %0, %2\n"
 566         "       stxr    %w1, xzr, %2\n"
 567         "       cbnz    %w1, 1b\n"
 568         : "=&r" (old_pteval), "=&r" (tmp), "+Q" (pte_val(*ptep)));
 569
 570         return __pte(old_pteval);
 571 }
 572
 573 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 574 #define __HAVE_ARCH_PMDP_GET_AND_CLEAR
 575 static inline pmd_t pmdp_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 576                                        unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 577 {
 578         return pte_pmd(ptep_get_and_clear(mm, address, (pte_t *)pmdp));
 579 }
 580 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 581
 582 /*
 583  * ptep_set_wrprotect - mark read-only while trasferring potential hardware
 584  * dirty status (PTE_DBM && !PTE_RDONLY) to the software PTE_DIRTY bit.
 585  */
 586 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 587 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long address, pte_t *ptep)
 588 {
 589         pteval_t pteval;
 590         unsigned long tmp;
 591
 592         asm volatile("//        ptep_set_wrprotect\n"
 593         "       prfm    pstl1strm, %2\n"
 594         "1:     ldxr    %0, %2\n"
 595         "       tst     %0, %4                  // check for hw dirty (!PTE_RDONLY)\n"
 596         "       csel    %1, %3, xzr, eq         // set PTE_DIRTY|PTE_RDONLY if dirty\n"
 597         "       orr     %0, %0, %1              // if !dirty, PTE_RDONLY is already set\n"
 598         "       and     %0, %0, %5              // clear PTE_WRITE/PTE_DBM\n"
 599         "       stxr    %w1, %0, %2\n"
 600         "       cbnz    %w1, 1b\n"
 601         : "=&r" (pteval), "=&r" (tmp), "+Q" (pte_val(*ptep))
 602         : "r" (PTE_DIRTY|PTE_RDONLY), "L" (PTE_RDONLY), "L" (~PTE_WRITE)
 603         : "cc");
 604 }
 605
 606 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 607 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
 608 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 609                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 610 {
 611         ptep_set_wrprotect(mm, address, (pte_t *)pmdp);
 612 }
 613 #endif
 614 #endif  /* CONFIG_ARM64_HW_AFDBM */
 615
 616 extern pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
 617 extern pgd_t idmap_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
 618
 619 /*
 620  * Encode and decode a swap entry:
 621  *      bits 0-1:       present (must be zero)
 622  *      bits 2-7:       swap type
 623  *      bits 8-57:      swap offset
 624  */
 625 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
 626 #define __SWP_TYPE_BITS         6
 627 #define __SWP_OFFSET_BITS       50
 628 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1 << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
 629 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      (__SWP_TYPE_BITS + __SWP_TYPE_SHIFT)
 630 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << __SWP_OFFSET_BITS) - 1)
 631
 632 #define __swp_type(x)           (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
 633 #define __swp_offset(x)         (((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK)
 634 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { ((type) << __SWP_TYPE_SHIFT) | ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
 635
 636 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 637 #define __swp_entry_to_pte(swp) ((pte_t) { (swp).val })
 638
 639 /*
 640  * Ensure that there are not more swap files than can be encoded in the kernel
 641  * PTEs.
 642  */
 643 #define MAX_SWAPFILES_CHECK() BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
 644
 645 extern int kern_addr_valid(unsigned long addr);
 646
 647 #include <asm-generic/pgtable.h>
 648
 649 #define pgtable_cache_init() do { } while (0)
 650
 651 /*
 652  * On AArch64, the cache coherency is handled via the set_pte_at() function.
 653  */
 654 static inline void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma,
 655                                     unsigned long addr, pte_t *ptep)
 656 {
 657         /*
 658          * set_pte() does not have a DSB for user mappings, so make sure that
 659          * the page table write is visible.
 660          */
 661         dsb(ishst);
 662 }
 663
 664 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, pmd) do { } while (0)
 665
 666 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 667
 668 #endif /* __ASM_PGTABLE_H */