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