arch/x86/include/asm/pgtable_64.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _ASM_X86_PGTABLE_64_H
   3 #define _ASM_X86_PGTABLE_64_H
   4
   5 #include <linux/const.h>
   6 #include <asm/pgtable_64_types.h>
   7
   8 #ifndef __ASSEMBLY__
   9
  10 /*
  11  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
  12  * the x86-64 page table tree.
  13  */
  14 #include <asm/processor.h>
  15 #include <linux/bitops.h>
  16 #include <linux/threads.h>
  17 #include <asm/fixmap.h>
  18
  19 extern p4d_t level4_kernel_pgt[512];
  20 extern p4d_t level4_ident_pgt[512];
  21 extern pud_t level3_kernel_pgt[512];
  22 extern pud_t level3_ident_pgt[512];
  23 extern pmd_t level2_kernel_pgt[512];
  24 extern pmd_t level2_fixmap_pgt[512];
  25 extern pmd_t level2_ident_pgt[512];
  26 extern pte_t level1_fixmap_pgt[512 * FIXMAP_PMD_NUM];
  27 extern pgd_t init_top_pgt[];
  28
  29 #define swapper_pg_dir init_top_pgt
  30
  31 extern void paging_init(void);
  32 static inline void sync_initial_page_table(void) { }
  33
  34 #define pte_ERROR(e)                                    \
  35         pr_err("%s:%d: bad pte %p(%016lx)\n",           \
  36                __FILE__, __LINE__, &(e), pte_val(e))
  37 #define pmd_ERROR(e)                                    \
  38         pr_err("%s:%d: bad pmd %p(%016lx)\n",           \
  39                __FILE__, __LINE__, &(e), pmd_val(e))
  40 #define pud_ERROR(e)                                    \
  41         pr_err("%s:%d: bad pud %p(%016lx)\n",           \
  42                __FILE__, __LINE__, &(e), pud_val(e))
  43
  44 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 5
  45 #define p4d_ERROR(e)                                    \
  46         pr_err("%s:%d: bad p4d %p(%016lx)\n",           \
  47                __FILE__, __LINE__, &(e), p4d_val(e))
  48 #endif
  49
  50 #define pgd_ERROR(e)                                    \
  51         pr_err("%s:%d: bad pgd %p(%016lx)\n",           \
  52                __FILE__, __LINE__, &(e), pgd_val(e))
  53
  54 struct mm_struct;
  55
  56 #define mm_p4d_folded mm_p4d_folded
  57 static inline bool mm_p4d_folded(struct mm_struct *mm)
  58 {
  59         return !pgtable_l5_enabled();
  60 }
  61
  62 void set_pte_vaddr_p4d(p4d_t *p4d_page, unsigned long vaddr, pte_t new_pte);
  63 void set_pte_vaddr_pud(pud_t *pud_page, unsigned long vaddr, pte_t new_pte);
  64
  65 static inline void native_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
  66 {
  67         WRITE_ONCE(*ptep, pte);
  68 }
  69
  70 static inline void native_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
  71                                     pte_t *ptep)
  72 {
  73         native_set_pte(ptep, native_make_pte(0));
  74 }
  75
  76 static inline void native_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
  77 {
  78         native_set_pte(ptep, pte);
  79 }
  80
  81 static inline void native_set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
  82 {
  83         WRITE_ONCE(*pmdp, pmd);
  84 }
  85
  86 static inline void native_pmd_clear(pmd_t *pmd)
  87 {
  88         native_set_pmd(pmd, native_make_pmd(0));
  89 }
  90
  91 static inline pte_t native_ptep_get_and_clear(pte_t *xp)
  92 {
  93 #ifdef CONFIG_SMP
  94         return native_make_pte(xchg(&xp->pte, 0));
  95 #else
  96         /* native_local_ptep_get_and_clear,
  97            but duplicated because of cyclic dependency */
  98         pte_t ret = *xp;
  99         native_pte_clear(NULL, 0, xp);
 100         return ret;
 101 #endif
 102 }
 103
 104 static inline pmd_t native_pmdp_get_and_clear(pmd_t *xp)
 105 {
 106 #ifdef CONFIG_SMP
 107         return native_make_pmd(xchg(&xp->pmd, 0));
 108 #else
 109         /* native_local_pmdp_get_and_clear,
 110            but duplicated because of cyclic dependency */
 111         pmd_t ret = *xp;
 112         native_pmd_clear(xp);
 113         return ret;
 114 #endif
 115 }
 116
 117 static inline void native_set_pud(pud_t *pudp, pud_t pud)
 118 {
 119         WRITE_ONCE(*pudp, pud);
 120 }
 121
 122 static inline void native_pud_clear(pud_t *pud)
 123 {
 124         native_set_pud(pud, native_make_pud(0));
 125 }
 126
 127 static inline pud_t native_pudp_get_and_clear(pud_t *xp)
 128 {
 129 #ifdef CONFIG_SMP
 130         return native_make_pud(xchg(&xp->pud, 0));
 131 #else
 132         /* native_local_pudp_get_and_clear,
 133          * but duplicated because of cyclic dependency
 134          */
 135         pud_t ret = *xp;
 136
 137         native_pud_clear(xp);
 138         return ret;
 139 #endif
 140 }
 141
 142 static inline void native_set_p4d(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d)
 143 {
 144         pgd_t pgd;
 145
 146         if (pgtable_l5_enabled() ||
 147             !IS_ENABLED(CONFIG_MITIGATION_PAGE_TABLE_ISOLATION)) {
 148                 WRITE_ONCE(*p4dp, p4d);
 149                 return;
 150         }
 151
 152         pgd = native_make_pgd(native_p4d_val(p4d));
 153         pgd = pti_set_user_pgtbl((pgd_t *)p4dp, pgd);
 154         WRITE_ONCE(*p4dp, native_make_p4d(native_pgd_val(pgd)));
 155 }
 156
 157 static inline void native_p4d_clear(p4d_t *p4d)
 158 {
 159         native_set_p4d(p4d, native_make_p4d(0));
 160 }
 161
 162 static inline void native_set_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
 163 {
 164         WRITE_ONCE(*pgdp, pti_set_user_pgtbl(pgdp, pgd));
 165 }
 166
 167 static inline void native_pgd_clear(pgd_t *pgd)
 168 {
 169         native_set_pgd(pgd, native_make_pgd(0));
 170 }
 171
 172 /*
 173  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
 174  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
 175  */
 176
 177 /* PGD - Level 4 access */
 178
 179 /* PUD - Level 3 access */
 180
 181 /* PMD - Level 2 access */
 182
 183 /* PTE - Level 1 access */
 184
 185 /*
 186  * Encode and de-code a swap entry
 187  *
 188  * |     ...            | 11| 10|  9|8|7|6|5| 4| 3|2| 1|0| <- bit number
 189  * |     ...            |SW3|SW2|SW1|G|L|D|A|CD|WT|U| W|P| <- bit names
 190  * | TYPE (59-63) | ~OFFSET (9-58)  |0|0|X|X| X| E|F|SD|0| <- swp entry
 191  *
 192  * G (8) is aliased and used as a PROT_NONE indicator for
 193  * !present ptes.  We need to start storing swap entries above
 194  * there.  We also need to avoid using A and D because of an
 195  * erratum where they can be incorrectly set by hardware on
 196  * non-present PTEs.
 197  *
 198  * SD Bits 1-4 are not used in non-present format and available for
 199  * special use described below:
 200  *
 201  * SD (1) in swp entry is used to store soft dirty bit, which helps us
 202  * remember soft dirty over page migration
 203  *
 204  * F (2) in swp entry is used to record when a pagetable is
 205  * writeprotected by userfaultfd WP support.
 206  *
 207  * E (3) in swp entry is used to remember PG_anon_exclusive.
 208  *
 209  * Bit 7 in swp entry should be 0 because pmd_present checks not only P,
 210  * but also L and G.
 211  *
 212  * The offset is inverted by a binary not operation to make the high
 213  * physical bits set.
 214  */
 215 #define SWP_TYPE_BITS           5
 216
 217 #define SWP_OFFSET_FIRST_BIT    (_PAGE_BIT_PROTNONE + 1)
 218
 219 /* We always extract/encode the offset by shifting it all the way up, and then down again */
 220 #define SWP_OFFSET_SHIFT        (SWP_OFFSET_FIRST_BIT+SWP_TYPE_BITS)
 221
 222 #define MAX_SWAPFILES_CHECK() BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > SWP_TYPE_BITS)
 223
 224 /* Extract the high bits for type */
 225 #define __swp_type(x) ((x).val >> (64 - SWP_TYPE_BITS))
 226
 227 /* Shift up (to get rid of type), then down to get value */
 228 #define __swp_offset(x) (~(x).val << SWP_TYPE_BITS >> SWP_OFFSET_SHIFT)
 229
 230 /*
 231  * Shift the offset up "too far" by TYPE bits, then down again
 232  * The offset is inverted by a binary not operation to make the high
 233  * physical bits set.
 234  */
 235 #define __swp_entry(type, offset) ((swp_entry_t) { \
 236         (~(unsigned long)(offset) << SWP_OFFSET_SHIFT >> SWP_TYPE_BITS) \
 237         | ((unsigned long)(type) << (64-SWP_TYPE_BITS)) })
 238
 239 #define __pte_to_swp_entry(pte)         ((swp_entry_t) { pte_val((pte)) })
 240 #define __pmd_to_swp_entry(pmd)         ((swp_entry_t) { pmd_val((pmd)) })
 241 #define __swp_entry_to_pte(x)           (__pte((x).val))
 242 #define __swp_entry_to_pmd(x)           (__pmd((x).val))
 243
 244 extern void cleanup_highmap(void);
 245
 246 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
 247 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
 248
 249 #define PAGE_AGP    PAGE_KERNEL_NOCACHE
 250 #define HAVE_PAGE_AGP 1
 251
 252 /* fs/proc/kcore.c */
 253 #define kc_vaddr_to_offset(v) ((v) & __VIRTUAL_MASK)
 254 #define kc_offset_to_vaddr(o) ((o) | ~__VIRTUAL_MASK)
 255
 256 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 257
 258 #define vmemmap ((struct page *)VMEMMAP_START)
 259
 260 extern void init_extra_mapping_uc(unsigned long phys, unsigned long size);
 261 extern void init_extra_mapping_wb(unsigned long phys, unsigned long size);
 262
 263 #define gup_fast_permitted gup_fast_permitted
 264 static inline bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
 265 {
 266         if (end >> __VIRTUAL_MASK_SHIFT)
 267                 return false;
 268         return true;
 269 }
 270
 271 #include <asm/pgtable-invert.h>
 272
 273 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 274 #endif /* _ASM_X86_PGTABLE_64_H */