arch/riscv/include/asm/pgtable.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2012 Regents of the University of California
   4  */
   5
   6 #ifndef _ASM_RISCV_PGTABLE_H
   7 #define _ASM_RISCV_PGTABLE_H
   8
   9 #include <linux/mmzone.h>
  10 #include <linux/sizes.h>
  11
  12 #include <asm/pgtable-bits.h>
  13
  14 #ifndef CONFIG_MMU
  15 #define KERNEL_LINK_ADDR        PAGE_OFFSET
  16 #define KERN_VIRT_SIZE          (UL(-1))
  17 #else
  18
  19 #define ADDRESS_SPACE_END       (UL(-1))
  20
  21 #ifdef CONFIG_64BIT
  22 /* Leave 2GB for kernel and BPF at the end of the address space */
  23 #define KERNEL_LINK_ADDR        (ADDRESS_SPACE_END - SZ_2G + 1)
  24 #else
  25 #define KERNEL_LINK_ADDR        PAGE_OFFSET
  26 #endif
  27
  28 /* Number of entries in the page global directory */
  29 #define PTRS_PER_PGD    (PAGE_SIZE / sizeof(pgd_t))
  30 /* Number of entries in the page table */
  31 #define PTRS_PER_PTE    (PAGE_SIZE / sizeof(pte_t))
  32
  33 /*
  34  * Half of the kernel address space (1/4 of the entries of the page global
  35  * directory) is for the direct mapping.
  36  */
  37 #define KERN_VIRT_SIZE          ((PTRS_PER_PGD / 2 * PGDIR_SIZE) / 2)
  38
  39 #define VMALLOC_SIZE     (KERN_VIRT_SIZE >> 1)
  40 #define VMALLOC_END      PAGE_OFFSET
  41 #define VMALLOC_START    (PAGE_OFFSET - VMALLOC_SIZE)
  42
  43 #define BPF_JIT_REGION_SIZE     (SZ_128M)
  44 #ifdef CONFIG_64BIT
  45 #define BPF_JIT_REGION_START    (BPF_JIT_REGION_END - BPF_JIT_REGION_SIZE)
  46 #define BPF_JIT_REGION_END      (MODULES_END)
  47 #else
  48 #define BPF_JIT_REGION_START    (PAGE_OFFSET - BPF_JIT_REGION_SIZE)
  49 #define BPF_JIT_REGION_END      (VMALLOC_END)
  50 #endif
  51
  52 /* Modules always live before the kernel */
  53 #ifdef CONFIG_64BIT
  54 /* This is used to define the end of the KASAN shadow region */
  55 #define MODULES_LOWEST_VADDR    (KERNEL_LINK_ADDR - SZ_2G)
  56 #define MODULES_VADDR           (PFN_ALIGN((unsigned long)&_end) - SZ_2G)
  57 #define MODULES_END             (PFN_ALIGN((unsigned long)&_start))
  58 #endif
  59
  60 /*
  61  * Roughly size the vmemmap space to be large enough to fit enough
  62  * struct pages to map half the virtual address space. Then
  63  * position vmemmap directly below the VMALLOC region.
  64  */
  65 #define VA_BITS_SV32 32
  66 #ifdef CONFIG_64BIT
  67 #define VA_BITS_SV39 39
  68 #define VA_BITS_SV48 48
  69 #define VA_BITS_SV57 57
  70
  71 #define VA_BITS         (pgtable_l5_enabled ? \
  72                                 VA_BITS_SV57 : (pgtable_l4_enabled ? VA_BITS_SV48 : VA_BITS_SV39))
  73 #else
  74 #define VA_BITS         VA_BITS_SV32
  75 #endif
  76
  77 #define VMEMMAP_SHIFT \
  78         (VA_BITS - PAGE_SHIFT - 1 + STRUCT_PAGE_MAX_SHIFT)
  79 #define VMEMMAP_SIZE    BIT(VMEMMAP_SHIFT)
  80 #define VMEMMAP_END     VMALLOC_START
  81 #define VMEMMAP_START   (VMALLOC_START - VMEMMAP_SIZE)
  82
  83 /*
  84  * Define vmemmap for pfn_to_page & page_to_pfn calls. Needed if kernel
  85  * is configured with CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP enabled.
  86  */
  87 #define vmemmap         ((struct page *)VMEMMAP_START - (phys_ram_base >> PAGE_SHIFT))
  88
  89 #define PCI_IO_SIZE      SZ_16M
  90 #define PCI_IO_END       VMEMMAP_START
  91 #define PCI_IO_START     (PCI_IO_END - PCI_IO_SIZE)
  92
  93 #define FIXADDR_TOP      PCI_IO_START
  94 #ifdef CONFIG_64BIT
  95 #define MAX_FDT_SIZE     PMD_SIZE
  96 #define FIX_FDT_SIZE     (MAX_FDT_SIZE + SZ_2M)
  97 #define FIXADDR_SIZE     (PMD_SIZE + FIX_FDT_SIZE)
  98 #else
  99 #define MAX_FDT_SIZE     PGDIR_SIZE
 100 #define FIX_FDT_SIZE     MAX_FDT_SIZE
 101 #define FIXADDR_SIZE     (PGDIR_SIZE + FIX_FDT_SIZE)
 102 #endif
 103 #define FIXADDR_START    (FIXADDR_TOP - FIXADDR_SIZE)
 104
 105 #endif
 106
 107 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 108 #define XIP_OFFSET              SZ_32M
 109 #define XIP_OFFSET_MASK         (SZ_32M - 1)
 110 #else
 111 #define XIP_OFFSET              0
 112 #endif
 113
 114 #ifndef __ASSEMBLY__
 115
 116 #include <asm/page.h>
 117 #include <asm/tlbflush.h>
 118 #include <linux/mm_types.h>
 119 #include <asm/compat.h>
 120
 121 #define __page_val_to_pfn(_val)  (((_val) & _PAGE_PFN_MASK) >> _PAGE_PFN_SHIFT)
 122
 123 #ifdef CONFIG_64BIT
 124 #include <asm/pgtable-64.h>
 125
 126 #define VA_USER_SV39 (UL(1) << (VA_BITS_SV39 - 1))
 127 #define VA_USER_SV48 (UL(1) << (VA_BITS_SV48 - 1))
 128 #define VA_USER_SV57 (UL(1) << (VA_BITS_SV57 - 1))
 129
 130 #ifdef CONFIG_COMPAT
 131 #define MMAP_VA_BITS_64 ((VA_BITS >= VA_BITS_SV48) ? VA_BITS_SV48 : VA_BITS)
 132 #define MMAP_MIN_VA_BITS_64 (VA_BITS_SV39)
 133 #define MMAP_VA_BITS (is_compat_task() ? VA_BITS_SV32 : MMAP_VA_BITS_64)
 134 #define MMAP_MIN_VA_BITS (is_compat_task() ? VA_BITS_SV32 : MMAP_MIN_VA_BITS_64)
 135 #else
 136 #define MMAP_VA_BITS ((VA_BITS >= VA_BITS_SV48) ? VA_BITS_SV48 : VA_BITS)
 137 #define MMAP_MIN_VA_BITS (VA_BITS_SV39)
 138 #endif /* CONFIG_COMPAT */
 139
 140 #else
 141 #include <asm/pgtable-32.h>
 142 #endif /* CONFIG_64BIT */
 143
 144 #include <linux/page_table_check.h>
 145
 146 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 147 #define XIP_FIXUP(addr) ({                                                      \
 148         uintptr_t __a = (uintptr_t)(addr);                                      \
 149         (__a >= CONFIG_XIP_PHYS_ADDR && \
 150          __a < CONFIG_XIP_PHYS_ADDR + XIP_OFFSET * 2) ? \
 151                 __a - CONFIG_XIP_PHYS_ADDR + CONFIG_PHYS_RAM_BASE - XIP_OFFSET :\
 152                 __a;                                                            \
 153         })
 154 #else
 155 #define XIP_FIXUP(addr)         (addr)
 156 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 157
 158 struct pt_alloc_ops {
 159         pte_t *(*get_pte_virt)(phys_addr_t pa);
 160         phys_addr_t (*alloc_pte)(uintptr_t va);
 161 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 162         pmd_t *(*get_pmd_virt)(phys_addr_t pa);
 163         phys_addr_t (*alloc_pmd)(uintptr_t va);
 164         pud_t *(*get_pud_virt)(phys_addr_t pa);
 165         phys_addr_t (*alloc_pud)(uintptr_t va);
 166         p4d_t *(*get_p4d_virt)(phys_addr_t pa);
 167         phys_addr_t (*alloc_p4d)(uintptr_t va);
 168 #endif
 169 };
 170
 171 extern struct pt_alloc_ops pt_ops __initdata;
 172
 173 #ifdef CONFIG_MMU
 174 /* Number of PGD entries that a user-mode program can use */
 175 #define USER_PTRS_PER_PGD   (TASK_SIZE / PGDIR_SIZE)
 176
 177 /* Page protection bits */
 178 #define _PAGE_BASE      (_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_USER)
 179
 180 #define PAGE_NONE               __pgprot(_PAGE_PROT_NONE | _PAGE_READ)
 181 #define PAGE_READ               __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ)
 182 #define PAGE_WRITE              __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE)
 183 #define PAGE_EXEC               __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_EXEC)
 184 #define PAGE_READ_EXEC          __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ | _PAGE_EXEC)
 185 #define PAGE_WRITE_EXEC         __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ |      \
 186                                          _PAGE_EXEC | _PAGE_WRITE)
 187
 188 #define PAGE_COPY               PAGE_READ
 189 #define PAGE_COPY_EXEC          PAGE_READ_EXEC
 190 #define PAGE_SHARED             PAGE_WRITE
 191 #define PAGE_SHARED_EXEC        PAGE_WRITE_EXEC
 192
 193 #define _PAGE_KERNEL            (_PAGE_READ \
 194                                 | _PAGE_WRITE \
 195                                 | _PAGE_PRESENT \
 196                                 | _PAGE_ACCESSED \
 197                                 | _PAGE_DIRTY \
 198                                 | _PAGE_GLOBAL)
 199
 200 #define PAGE_KERNEL             __pgprot(_PAGE_KERNEL)
 201 #define PAGE_KERNEL_READ        __pgprot(_PAGE_KERNEL & ~_PAGE_WRITE)
 202 #define PAGE_KERNEL_EXEC        __pgprot(_PAGE_KERNEL | _PAGE_EXEC)
 203 #define PAGE_KERNEL_READ_EXEC   __pgprot((_PAGE_KERNEL & ~_PAGE_WRITE) \
 204                                          | _PAGE_EXEC)
 205
 206 #define PAGE_TABLE              __pgprot(_PAGE_TABLE)
 207
 208 #define _PAGE_IOREMAP   ((_PAGE_KERNEL & ~_PAGE_MTMASK) | _PAGE_IO)
 209 #define PAGE_KERNEL_IO          __pgprot(_PAGE_IOREMAP)
 210
 211 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
 212 extern pgd_t trampoline_pg_dir[];
 213 extern pgd_t early_pg_dir[];
 214
 215 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 216 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 217 {
 218         /*
 219          * Checking for _PAGE_LEAF is needed too because:
 220          * When splitting a THP, split_huge_page() will temporarily clear
 221          * the present bit, in this situation, pmd_present() and
 222          * pmd_trans_huge() still needs to return true.
 223          */
 224         return (pmd_val(pmd) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE | _PAGE_LEAF));
 225 }
 226 #else
 227 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 228 {
 229         return (pmd_val(pmd) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE));
 230 }
 231 #endif
 232
 233 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 234 {
 235         return (pmd_val(pmd) == 0);
 236 }
 237
 238 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 239 {
 240         return !pmd_present(pmd) || (pmd_val(pmd) & _PAGE_LEAF);
 241 }
 242
 243 #define pmd_leaf        pmd_leaf
 244 static inline int pmd_leaf(pmd_t pmd)
 245 {
 246         return pmd_present(pmd) && (pmd_val(pmd) & _PAGE_LEAF);
 247 }
 248
 249 static inline void set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 250 {
 251         WRITE_ONCE(*pmdp, pmd);
 252 }
 253
 254 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 255 {
 256         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
 257 }
 258
 259 static inline pgd_t pfn_pgd(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
 260 {
 261         unsigned long prot_val = pgprot_val(prot);
 262
 263         ALT_THEAD_PMA(prot_val);
 264
 265         return __pgd((pfn << _PAGE_PFN_SHIFT) | prot_val);
 266 }
 267
 268 static inline unsigned long _pgd_pfn(pgd_t pgd)
 269 {
 270         return __page_val_to_pfn(pgd_val(pgd));
 271 }
 272
 273 static inline struct page *pmd_page(pmd_t pmd)
 274 {
 275         return pfn_to_page(__page_val_to_pfn(pmd_val(pmd)));
 276 }
 277
 278 static inline unsigned long pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
 279 {
 280         return (unsigned long)pfn_to_virt(__page_val_to_pfn(pmd_val(pmd)));
 281 }
 282
 283 static inline pte_t pmd_pte(pmd_t pmd)
 284 {
 285         return __pte(pmd_val(pmd));
 286 }
 287
 288 static inline pte_t pud_pte(pud_t pud)
 289 {
 290         return __pte(pud_val(pud));
 291 }
 292
 293 #ifdef CONFIG_RISCV_ISA_SVNAPOT
 294 #include <asm/cpufeature.h>
 295
 296 static __always_inline bool has_svnapot(void)
 297 {
 298         return riscv_has_extension_likely(RISCV_ISA_EXT_SVNAPOT);
 299 }
 300
 301 static inline unsigned long pte_napot(pte_t pte)
 302 {
 303         return pte_val(pte) & _PAGE_NAPOT;
 304 }
 305
 306 static inline pte_t pte_mknapot(pte_t pte, unsigned int order)
 307 {
 308         int pos = order - 1 + _PAGE_PFN_SHIFT;
 309         unsigned long napot_bit = BIT(pos);
 310         unsigned long napot_mask = ~GENMASK(pos, _PAGE_PFN_SHIFT);
 311
 312         return __pte((pte_val(pte) & napot_mask) | napot_bit | _PAGE_NAPOT);
 313 }
 314
 315 #else
 316
 317 static __always_inline bool has_svnapot(void) { return false; }
 318
 319 static inline unsigned long pte_napot(pte_t pte)
 320 {
 321         return 0;
 322 }
 323
 324 #endif /* CONFIG_RISCV_ISA_SVNAPOT */
 325
 326 /* Yields the page frame number (PFN) of a page table entry */
 327 static inline unsigned long pte_pfn(pte_t pte)
 328 {
 329         unsigned long res  = __page_val_to_pfn(pte_val(pte));
 330
 331         if (has_svnapot() && pte_napot(pte))
 332                 res = res & (res - 1UL);
 333
 334         return res;
 335 }
 336
 337 #define pte_page(x)     pfn_to_page(pte_pfn(x))
 338
 339 /* Constructs a page table entry */
 340 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
 341 {
 342         unsigned long prot_val = pgprot_val(prot);
 343
 344         ALT_THEAD_PMA(prot_val);
 345
 346         return __pte((pfn << _PAGE_PFN_SHIFT) | prot_val);
 347 }
 348
 349 #define mk_pte(page, prot)       pfn_pte(page_to_pfn(page), prot)
 350
 351 static inline int pte_present(pte_t pte)
 352 {
 353         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE));
 354 }
 355
 356 static inline int pte_none(pte_t pte)
 357 {
 358         return (pte_val(pte) == 0);
 359 }
 360
 361 static inline int pte_write(pte_t pte)
 362 {
 363         return pte_val(pte) & _PAGE_WRITE;
 364 }
 365
 366 static inline int pte_exec(pte_t pte)
 367 {
 368         return pte_val(pte) & _PAGE_EXEC;
 369 }
 370
 371 static inline int pte_user(pte_t pte)
 372 {
 373         return pte_val(pte) & _PAGE_USER;
 374 }
 375
 376 static inline int pte_huge(pte_t pte)
 377 {
 378         return pte_present(pte) && (pte_val(pte) & _PAGE_LEAF);
 379 }
 380
 381 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 382 {
 383         return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY;
 384 }
 385
 386 static inline int pte_young(pte_t pte)
 387 {
 388         return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED;
 389 }
 390
 391 static inline int pte_special(pte_t pte)
 392 {
 393         return pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL;
 394 }
 395
 396 /* static inline pte_t pte_rdprotect(pte_t pte) */
 397
 398 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 399 {
 400         return __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_WRITE));
 401 }
 402
 403 /* static inline pte_t pte_mkread(pte_t pte) */
 404
 405 static inline pte_t pte_mkwrite_novma(pte_t pte)
 406 {
 407         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_WRITE);
 408 }
 409
 410 /* static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte) */
 411
 412 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 413 {
 414         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY);
 415 }
 416
 417 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 418 {
 419         return __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_DIRTY));
 420 }
 421
 422 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 423 {
 424         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED);
 425 }
 426
 427 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 428 {
 429         return __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_ACCESSED));
 430 }
 431
 432 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 433 {
 434         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_SPECIAL);
 435 }
 436
 437 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 438 {
 439         return pte;
 440 }
 441
 442 #define pte_leaf_size(pte)      (pte_napot(pte) ?                               \
 443                                         napot_cont_size(napot_cont_order(pte)) :\
 444                                         PAGE_SIZE)
 445
 446 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 447 /*
 448  * See the comment in include/asm-generic/pgtable.h
 449  */
 450 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 451 {
 452         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE)) == _PAGE_PROT_NONE;
 453 }
 454
 455 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 456 {
 457         return pte_protnone(pmd_pte(pmd));
 458 }
 459 #endif
 460
 461 /* Modify page protection bits */
 462 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 463 {
 464         unsigned long newprot_val = pgprot_val(newprot);
 465
 466         ALT_THEAD_PMA(newprot_val);
 467
 468         return __pte((pte_val(pte) & _PAGE_CHG_MASK) | newprot_val);
 469 }
 470
 471 #define pgd_ERROR(e) \
 472         pr_err("%s:%d: bad pgd " PTE_FMT ".\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
 473
 474
 475 /* Commit new configuration to MMU hardware */
 476 static inline void update_mmu_cache_range(struct vm_fault *vmf,
 477                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 478                 pte_t *ptep, unsigned int nr)
 479 {
 480         /*
 481          * The kernel assumes that TLBs don't cache invalid entries, but
 482          * in RISC-V, SFENCE.VMA specifies an ordering constraint, not a
 483          * cache flush; it is necessary even after writing invalid entries.
 484          * Relying on flush_tlb_fix_spurious_fault would suffice, but
 485          * the extra traps reduce performance.  So, eagerly SFENCE.VMA.
 486          */
 487         while (nr--)
 488                 local_flush_tlb_page(address + nr * PAGE_SIZE);
 489 }
 490 #define update_mmu_cache(vma, addr, ptep) \
 491         update_mmu_cache_range(NULL, vma, addr, ptep, 1)
 492
 493 #define __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
 494 #define update_mmu_tlb update_mmu_cache
 495
 496 static inline void update_mmu_cache_pmd(struct vm_area_struct *vma,
 497                 unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 498 {
 499         pte_t *ptep = (pte_t *)pmdp;
 500
 501         update_mmu_cache(vma, address, ptep);
 502 }
 503
 504 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 505 static inline int pte_same(pte_t pte_a, pte_t pte_b)
 506 {
 507         return pte_val(pte_a) == pte_val(pte_b);
 508 }
 509
 510 /*
 511  * Certain architectures need to do special things when PTEs within
 512  * a page table are directly modified.  Thus, the following hook is
 513  * made available.
 514  */
 515 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 516 {
 517         WRITE_ONCE(*ptep, pteval);
 518 }
 519
 520 void flush_icache_pte(pte_t pte);
 521
 522 static inline void __set_pte_at(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 523 {
 524         if (pte_present(pteval) && pte_exec(pteval))
 525                 flush_icache_pte(pteval);
 526
 527         set_pte(ptep, pteval);
 528 }
 529
 530 static inline void set_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 531                 pte_t *ptep, pte_t pteval, unsigned int nr)
 532 {
 533         page_table_check_ptes_set(mm, ptep, pteval, nr);
 534
 535         for (;;) {
 536                 __set_pte_at(ptep, pteval);
 537                 if (--nr == 0)
 538                         break;
 539                 ptep++;
 540                 pte_val(pteval) += 1 << _PAGE_PFN_SHIFT;
 541         }
 542 }
 543 #define set_ptes set_ptes
 544
 545 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm,
 546         unsigned long addr, pte_t *ptep)
 547 {
 548         __set_pte_at(ptep, __pte(0));
 549 }
 550
 551 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS       /* defined in mm/pgtable.c */
 552 extern int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 553                                  pte_t *ptep, pte_t entry, int dirty);
 554 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG   /* defined in mm/pgtable.c */
 555 extern int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 556                                      pte_t *ptep);
 557
 558 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 559 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 560                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
 561 {
 562         pte_t pte = __pte(atomic_long_xchg((atomic_long_t *)ptep, 0));
 563
 564         page_table_check_pte_clear(mm, pte);
 565
 566         return pte;
 567 }
 568
 569 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 570 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 571                                       unsigned long address, pte_t *ptep)
 572 {
 573         atomic_long_and(~(unsigned long)_PAGE_WRITE, (atomic_long_t *)ptep);
 574 }
 575
 576 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 577 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 578                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
 579 {
 580         /*
 581          * This comment is borrowed from x86, but applies equally to RISC-V:
 582          *
 583          * Clearing the accessed bit without a TLB flush
 584          * doesn't cause data corruption. [ It could cause incorrect
 585          * page aging and the (mistaken) reclaim of hot pages, but the
 586          * chance of that should be relatively low. ]
 587          *
 588          * So as a performance optimization don't flush the TLB when
 589          * clearing the accessed bit, it will eventually be flushed by
 590          * a context switch or a VM operation anyway. [ In the rare
 591          * event of it not getting flushed for a long time the delay
 592          * shouldn't really matter because there's no real memory
 593          * pressure for swapout to react to. ]
 594          */
 595         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
 596 }
 597
 598 #define pgprot_noncached pgprot_noncached
 599 static inline pgprot_t pgprot_noncached(pgprot_t _prot)
 600 {
 601         unsigned long prot = pgprot_val(_prot);
 602
 603         prot &= ~_PAGE_MTMASK;
 604         prot |= _PAGE_IO;
 605
 606         return __pgprot(prot);
 607 }
 608
 609 #define pgprot_writecombine pgprot_writecombine
 610 static inline pgprot_t pgprot_writecombine(pgprot_t _prot)
 611 {
 612         unsigned long prot = pgprot_val(_prot);
 613
 614         prot &= ~_PAGE_MTMASK;
 615         prot |= _PAGE_NOCACHE;
 616
 617         return __pgprot(prot);
 618 }
 619
 620 /*
 621  * THP functions
 622  */
 623 static inline pmd_t pte_pmd(pte_t pte)
 624 {
 625         return __pmd(pte_val(pte));
 626 }
 627
 628 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
 629 {
 630         return pmd;
 631 }
 632
 633 static inline pmd_t pmd_mkinvalid(pmd_t pmd)
 634 {
 635         return __pmd(pmd_val(pmd) & ~(_PAGE_PRESENT|_PAGE_PROT_NONE));
 636 }
 637
 638 #define __pmd_to_phys(pmd)  (__page_val_to_pfn(pmd_val(pmd)) << PAGE_SHIFT)
 639
 640 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
 641 {
 642         return ((__pmd_to_phys(pmd) & PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 643 }
 644
 645 #define __pud_to_phys(pud)  (__page_val_to_pfn(pud_val(pud)) << PAGE_SHIFT)
 646
 647 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
 648 {
 649         return ((__pud_to_phys(pud) & PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 650 }
 651
 652 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 653 {
 654         return pte_pmd(pte_modify(pmd_pte(pmd), newprot));
 655 }
 656
 657 #define pmd_write pmd_write
 658 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 659 {
 660         return pte_write(pmd_pte(pmd));
 661 }
 662
 663 #define pmd_dirty pmd_dirty
 664 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 665 {
 666         return pte_dirty(pmd_pte(pmd));
 667 }
 668
 669 #define pmd_young pmd_young
 670 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 671 {
 672         return pte_young(pmd_pte(pmd));
 673 }
 674
 675 static inline int pmd_user(pmd_t pmd)
 676 {
 677         return pte_user(pmd_pte(pmd));
 678 }
 679
 680 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
 681 {
 682         return pte_pmd(pte_mkold(pmd_pte(pmd)));
 683 }
 684
 685 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
 686 {
 687         return pte_pmd(pte_mkyoung(pmd_pte(pmd)));
 688 }
 689
 690 static inline pmd_t pmd_mkwrite_novma(pmd_t pmd)
 691 {
 692         return pte_pmd(pte_mkwrite_novma(pmd_pte(pmd)));
 693 }
 694
 695 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
 696 {
 697         return pte_pmd(pte_wrprotect(pmd_pte(pmd)));
 698 }
 699
 700 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
 701 {
 702         return pte_pmd(pte_mkclean(pmd_pte(pmd)));
 703 }
 704
 705 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
 706 {
 707         return pte_pmd(pte_mkdirty(pmd_pte(pmd)));
 708 }
 709
 710 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 711                                 pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 712 {
 713         page_table_check_pmd_set(mm, pmdp, pmd);
 714         return __set_pte_at((pte_t *)pmdp, pmd_pte(pmd));
 715 }
 716
 717 static inline void set_pud_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 718                                 pud_t *pudp, pud_t pud)
 719 {
 720         page_table_check_pud_set(mm, pudp, pud);
 721         return __set_pte_at((pte_t *)pudp, pud_pte(pud));
 722 }
 723
 724 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_CHECK
 725 static inline bool pte_user_accessible_page(pte_t pte)
 726 {
 727         return pte_present(pte) && pte_user(pte);
 728 }
 729
 730 static inline bool pmd_user_accessible_page(pmd_t pmd)
 731 {
 732         return pmd_leaf(pmd) && pmd_user(pmd);
 733 }
 734
 735 static inline bool pud_user_accessible_page(pud_t pud)
 736 {
 737         return pud_leaf(pud) && pud_user(pud);
 738 }
 739 #endif
 740
 741 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 742 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
 743 {
 744         return pmd_leaf(pmd);
 745 }
 746
 747 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
 748 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 749                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
 750                                         pmd_t entry, int dirty)
 751 {
 752         return ptep_set_access_flags(vma, address, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(entry), dirty);
 753 }
 754
 755 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 756 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 757                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 758 {
 759         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, (pte_t *)pmdp);
 760 }
 761
 762 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
 763 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 764                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 765 {
 766         pmd_t pmd = __pmd(atomic_long_xchg((atomic_long_t *)pmdp, 0));
 767
 768         page_table_check_pmd_clear(mm, pmd);
 769
 770         return pmd;
 771 }
 772
 773 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
 774 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 775                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 776 {
 777         ptep_set_wrprotect(mm, address, (pte_t *)pmdp);
 778 }
 779
 780 #define pmdp_establish pmdp_establish
 781 static inline pmd_t pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
 782                                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 783 {
 784         page_table_check_pmd_set(vma->vm_mm, pmdp, pmd);
 785         return __pmd(atomic_long_xchg((atomic_long_t *)pmdp, pmd_val(pmd)));
 786 }
 787
 788 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
 789 extern pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
 790                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp);
 791 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 792
 793 /*
 794  * Encode/decode swap entries and swap PTEs. Swap PTEs are all PTEs that
 795  * are !pte_none() && !pte_present().
 796  *
 797  * Format of swap PTE:
 798  *      bit            0:       _PAGE_PRESENT (zero)
 799  *      bit       1 to 3:       _PAGE_LEAF (zero)
 800  *      bit            5:       _PAGE_PROT_NONE (zero)
 801  *      bit            6:       exclusive marker
 802  *      bits      7 to 11:      swap type
 803  *      bits 12 to XLEN-1:      swap offset
 804  */
 805 #define __SWP_TYPE_SHIFT        7
 806 #define __SWP_TYPE_BITS         5
 807 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
 808 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      (__SWP_TYPE_BITS + __SWP_TYPE_SHIFT)
 809
 810 #define MAX_SWAPFILES_CHECK()   \
 811         BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
 812
 813 #define __swp_type(x)   (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
 814 #define __swp_offset(x) ((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT)
 815 #define __swp_entry(type, offset) ((swp_entry_t) \
 816         { (((type) & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT) | \
 817           ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
 818
 819 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 820 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
 821
 822 static inline int pte_swp_exclusive(pte_t pte)
 823 {
 824         return pte_val(pte) & _PAGE_SWP_EXCLUSIVE;
 825 }
 826
 827 static inline pte_t pte_swp_mkexclusive(pte_t pte)
 828 {
 829         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_SWP_EXCLUSIVE);
 830 }
 831
 832 static inline pte_t pte_swp_clear_exclusive(pte_t pte)
 833 {
 834         return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_SWP_EXCLUSIVE);
 835 }
 836
 837 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
 838 #define __pmd_to_swp_entry(pmd) ((swp_entry_t) { pmd_val(pmd) })
 839 #define __swp_entry_to_pmd(swp) __pmd((swp).val)
 840 #endif /* CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION */
 841
 842 /*
 843  * In the RV64 Linux scheme, we give the user half of the virtual-address space
 844  * and give the kernel the other (upper) half.
 845  */
 846 #ifdef CONFIG_64BIT
 847 #define KERN_VIRT_START (-(BIT(VA_BITS)) + TASK_SIZE)
 848 #else
 849 #define KERN_VIRT_START FIXADDR_START
 850 #endif
 851
 852 /*
 853  * Task size is 0x4000000000 for RV64 or 0x9fc00000 for RV32.
 854  * Note that PGDIR_SIZE must evenly divide TASK_SIZE.
 855  * Task size is:
 856  * -        0x9fc00000  (~2.5GB) for RV32.
 857  * -      0x4000000000  ( 256GB) for RV64 using SV39 mmu
 858  * -    0x800000000000  ( 128TB) for RV64 using SV48 mmu
 859  * - 0x100000000000000  (  64PB) for RV64 using SV57 mmu
 860  *
 861  * Note that PGDIR_SIZE must evenly divide TASK_SIZE since "RISC-V
 862  * Instruction Set Manual Volume II: Privileged Architecture" states that
 863  * "load and store effective addresses, which are 64bits, must have bits
 864  * 63–48 all equal to bit 47, or else a page-fault exception will occur."
 865  * Similarly for SV57, bits 63–57 must be equal to bit 56.
 866  */
 867 #ifdef CONFIG_64BIT
 868 #define TASK_SIZE_64    (PGDIR_SIZE * PTRS_PER_PGD / 2)
 869 #define TASK_SIZE_MIN   (PGDIR_SIZE_L3 * PTRS_PER_PGD / 2)
 870
 871 #ifdef CONFIG_COMPAT
 872 #define TASK_SIZE_32    (_AC(0x80000000, UL))
 873 #define TASK_SIZE       (test_thread_flag(TIF_32BIT) ? \
 874                          TASK_SIZE_32 : TASK_SIZE_64)
 875 #else
 876 #define TASK_SIZE       TASK_SIZE_64
 877 #endif
 878
 879 #else
 880 #define TASK_SIZE       FIXADDR_START
 881 #define TASK_SIZE_MIN   TASK_SIZE
 882 #endif
 883
 884 #else /* CONFIG_MMU */
 885
 886 #define PAGE_SHARED             __pgprot(0)
 887 #define PAGE_KERNEL             __pgprot(0)
 888 #define swapper_pg_dir          NULL
 889 #define TASK_SIZE               0xffffffffUL
 890 #define VMALLOC_START           _AC(0, UL)
 891 #define VMALLOC_END             TASK_SIZE
 892
 893 #endif /* !CONFIG_MMU */
 894
 895 extern char _start[];
 896 extern void *_dtb_early_va;
 897 extern uintptr_t _dtb_early_pa;
 898 #if defined(CONFIG_XIP_KERNEL) && defined(CONFIG_MMU)
 899 #define dtb_early_va    (*(void **)XIP_FIXUP(&_dtb_early_va))
 900 #define dtb_early_pa    (*(uintptr_t *)XIP_FIXUP(&_dtb_early_pa))
 901 #else
 902 #define dtb_early_va    _dtb_early_va
 903 #define dtb_early_pa    _dtb_early_pa
 904 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 905 extern u64 satp_mode;
 906
 907 void paging_init(void);
 908 void misc_mem_init(void);
 909
 910 /*
 911  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero,
 912  * used for zero-mapped memory areas, etc.
 913  */
 914 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
 915 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
 916
 917 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 918
 919 #endif /* _ASM_RISCV_PGTABLE_H */