arch/arm64/include/asm/stage2_pgtable.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2016 - ARM Ltd
   3  *
   4  * stage2 page table helpers
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17  */
  18
  19 #ifndef __ARM64_S2_PGTABLE_H_
  20 #define __ARM64_S2_PGTABLE_H_
  21
  22 #include <linux/hugetlb.h>
  23 #include <asm/pgtable.h>
  24
  25 /*
  26  * PGDIR_SHIFT determines the size a top-level page table entry can map
  27  * and depends on the number of levels in the page table. Compute the
  28  * PGDIR_SHIFT for a given number of levels.
  29  */
  30 #define pt_levels_pgdir_shift(lvls)     ARM64_HW_PGTABLE_LEVEL_SHIFT(4 - (lvls))
  31
  32 /*
  33  * The hardware supports concatenation of up to 16 tables at stage2 entry
  34  * level and we use the feature whenever possible, which means we resolve 4
  35  * additional bits of address at the entry level.
  36  *
  37  * This implies, the total number of page table levels required for
  38  * IPA_SHIFT at stage2 expected by the hardware can be calculated using
  39  * the same logic used for the (non-collapsable) stage1 page tables but for
  40  * (IPA_SHIFT - 4).
  41  */
  42 #define stage2_pgtable_levels(ipa)      ARM64_HW_PGTABLE_LEVELS((ipa) - 4)
  43 #define kvm_stage2_levels(kvm)          VTCR_EL2_LVLS(kvm->arch.vtcr)
  44
  45 /* stage2_pgdir_shift() is the size mapped by top-level stage2 entry for the VM */
  46 #define stage2_pgdir_shift(kvm)         pt_levels_pgdir_shift(kvm_stage2_levels(kvm))
  47 #define stage2_pgdir_size(kvm)          (1ULL << stage2_pgdir_shift(kvm))
  48 #define stage2_pgdir_mask(kvm)          ~(stage2_pgdir_size(kvm) - 1)
  49
  50 /*
  51  * The number of PTRS across all concatenated stage2 tables given by the
  52  * number of bits resolved at the initial level.
  53  * If we force more levels than necessary, we may have (stage2_pgdir_shift > IPA),
  54  * in which case, stage2_pgd_ptrs will have one entry.
  55  */
  56 #define pgd_ptrs_shift(ipa, pgdir_shift)        \
  57         ((ipa) > (pgdir_shift) ? ((ipa) - (pgdir_shift)) : 0)
  58 #define __s2_pgd_ptrs(ipa, lvls)                \
  59         (1 << (pgd_ptrs_shift((ipa), pt_levels_pgdir_shift(lvls))))
  60 #define __s2_pgd_size(ipa, lvls)        (__s2_pgd_ptrs((ipa), (lvls)) * sizeof(pgd_t))
  61
  62 #define stage2_pgd_ptrs(kvm)            __s2_pgd_ptrs(kvm_phys_shift(kvm), kvm_stage2_levels(kvm))
  63 #define stage2_pgd_size(kvm)            __s2_pgd_size(kvm_phys_shift(kvm), kvm_stage2_levels(kvm))
  64
  65 /*
  66  * kvm_mmmu_cache_min_pages() is the number of pages required to install
  67  * a stage-2 translation. We pre-allocate the entry level page table at
  68  * the VM creation.
  69  */
  70 #define kvm_mmu_cache_min_pages(kvm)    (kvm_stage2_levels(kvm) - 1)
  71
  72 /* Stage2 PUD definitions when the level is present */
  73 static inline bool kvm_stage2_has_pud(struct kvm *kvm)
  74 {
  75         return (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3) && (kvm_stage2_levels(kvm) > 3);
  76 }
  77
  78 #define S2_PUD_SHIFT                    ARM64_HW_PGTABLE_LEVEL_SHIFT(1)
  79 #define S2_PUD_SIZE                     (1UL << S2_PUD_SHIFT)
  80 #define S2_PUD_MASK                     (~(S2_PUD_SIZE - 1))
  81
  82 static inline bool stage2_pgd_none(struct kvm *kvm, pgd_t pgd)
  83 {
  84         if (kvm_stage2_has_pud(kvm))
  85                 return pgd_none(pgd);
  86         else
  87                 return 0;
  88 }
  89
  90 static inline void stage2_pgd_clear(struct kvm *kvm, pgd_t *pgdp)
  91 {
  92         if (kvm_stage2_has_pud(kvm))
  93                 pgd_clear(pgdp);
  94 }
  95
  96 static inline bool stage2_pgd_present(struct kvm *kvm, pgd_t pgd)
  97 {
  98         if (kvm_stage2_has_pud(kvm))
  99                 return pgd_present(pgd);
 100         else
 101                 return 1;
 102 }
 103
 104 static inline void stage2_pgd_populate(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd, pud_t *pud)
 105 {
 106         if (kvm_stage2_has_pud(kvm))
 107                 pgd_populate(NULL, pgd, pud);
 108 }
 109
 110 static inline pud_t *stage2_pud_offset(struct kvm *kvm,
 111                                        pgd_t *pgd, unsigned long address)
 112 {
 113         if (kvm_stage2_has_pud(kvm))
 114                 return pud_offset(pgd, address);
 115         else
 116                 return (pud_t *)pgd;
 117 }
 118
 119 static inline void stage2_pud_free(struct kvm *kvm, pud_t *pud)
 120 {
 121         if (kvm_stage2_has_pud(kvm))
 122                 free_page((unsigned long)pud);
 123 }
 124
 125 static inline bool stage2_pud_table_empty(struct kvm *kvm, pud_t *pudp)
 126 {
 127         if (kvm_stage2_has_pud(kvm))
 128                 return kvm_page_empty(pudp);
 129         else
 130                 return false;
 131 }
 132
 133 static inline phys_addr_t
 134 stage2_pud_addr_end(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
 135 {
 136         if (kvm_stage2_has_pud(kvm)) {
 137                 phys_addr_t boundary = (addr + S2_PUD_SIZE) & S2_PUD_MASK;
 138
 139                 return (boundary - 1 < end - 1) ? boundary : end;
 140         } else {
 141                 return end;
 142         }
 143 }
 144
 145 /* Stage2 PMD definitions when the level is present */
 146 static inline bool kvm_stage2_has_pmd(struct kvm *kvm)
 147 {
 148         return (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2) && (kvm_stage2_levels(kvm) > 2);
 149 }
 150
 151 #define S2_PMD_SHIFT                    ARM64_HW_PGTABLE_LEVEL_SHIFT(2)
 152 #define S2_PMD_SIZE                     (1UL << S2_PMD_SHIFT)
 153 #define S2_PMD_MASK                     (~(S2_PMD_SIZE - 1))
 154
 155 static inline bool stage2_pud_none(struct kvm *kvm, pud_t pud)
 156 {
 157         if (kvm_stage2_has_pmd(kvm))
 158                 return pud_none(pud);
 159         else
 160                 return 0;
 161 }
 162
 163 static inline void stage2_pud_clear(struct kvm *kvm, pud_t *pud)
 164 {
 165         if (kvm_stage2_has_pmd(kvm))
 166                 pud_clear(pud);
 167 }
 168
 169 static inline bool stage2_pud_present(struct kvm *kvm, pud_t pud)
 170 {
 171         if (kvm_stage2_has_pmd(kvm))
 172                 return pud_present(pud);
 173         else
 174                 return 1;
 175 }
 176
 177 static inline void stage2_pud_populate(struct kvm *kvm, pud_t *pud, pmd_t *pmd)
 178 {
 179         if (kvm_stage2_has_pmd(kvm))
 180                 pud_populate(NULL, pud, pmd);
 181 }
 182
 183 static inline pmd_t *stage2_pmd_offset(struct kvm *kvm,
 184                                        pud_t *pud, unsigned long address)
 185 {
 186         if (kvm_stage2_has_pmd(kvm))
 187                 return pmd_offset(pud, address);
 188         else
 189                 return (pmd_t *)pud;
 190 }
 191
 192 static inline void stage2_pmd_free(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd)
 193 {
 194         if (kvm_stage2_has_pmd(kvm))
 195                 free_page((unsigned long)pmd);
 196 }
 197
 198 static inline bool stage2_pud_huge(struct kvm *kvm, pud_t pud)
 199 {
 200         if (kvm_stage2_has_pmd(kvm))
 201                 return pud_huge(pud);
 202         else
 203                 return 0;
 204 }
 205
 206 static inline bool stage2_pmd_table_empty(struct kvm *kvm, pmd_t *pmdp)
 207 {
 208         if (kvm_stage2_has_pmd(kvm))
 209                 return kvm_page_empty(pmdp);
 210         else
 211                 return 0;
 212 }
 213
 214 static inline phys_addr_t
 215 stage2_pmd_addr_end(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
 216 {
 217         if (kvm_stage2_has_pmd(kvm)) {
 218                 phys_addr_t boundary = (addr + S2_PMD_SIZE) & S2_PMD_MASK;
 219
 220                 return (boundary - 1 < end - 1) ? boundary : end;
 221         } else {
 222                 return end;
 223         }
 224 }
 225
 226 static inline bool stage2_pte_table_empty(struct kvm *kvm, pte_t *ptep)
 227 {
 228         return kvm_page_empty(ptep);
 229 }
 230
 231 static inline unsigned long stage2_pgd_index(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr)
 232 {
 233         return (((addr) >> stage2_pgdir_shift(kvm)) & (stage2_pgd_ptrs(kvm) - 1));
 234 }
 235
 236 static inline phys_addr_t
 237 stage2_pgd_addr_end(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
 238 {
 239         phys_addr_t boundary = (addr + stage2_pgdir_size(kvm)) & stage2_pgdir_mask(kvm);
 240
 241         return (boundary - 1 < end - 1) ? boundary : end;
 242 }
 243
 244 #endif  /* __ARM64_S2_PGTABLE_H_ */