arch/mips/include/asm/pgtable-64.h

   1 /*
   2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   4  * for more details.
   5  *
   6  * Copyright (C) 1994, 95, 96, 97, 98, 99, 2000, 2003 Ralf Baechle
   7  * Copyright (C) 1999, 2000, 2001 Silicon Graphics, Inc.
   8  */
   9 #ifndef _ASM_PGTABLE_64_H
  10 #define _ASM_PGTABLE_64_H
  11
  12 #include <linux/compiler.h>
  13 #include <linux/linkage.h>
  14
  15 #include <asm/addrspace.h>
  16 #include <asm/page.h>
  17 #include <asm/cachectl.h>
  18 #include <asm/fixmap.h>
  19
  20 #define __ARCH_USE_5LEVEL_HACK
  21 #if defined(CONFIG_PAGE_SIZE_64KB) && !defined(CONFIG_MIPS_VA_BITS_48)
  22 #include <asm-generic/pgtable-nopmd.h>
  23 #elif !(defined(CONFIG_PAGE_SIZE_4KB) && defined(CONFIG_MIPS_VA_BITS_48))
  24 #include <asm-generic/pgtable-nopud.h>
  25 #endif
  26
  27 /*
  28  * Each address space has 2 4K pages as its page directory, giving 1024
  29  * (== PTRS_PER_PGD) 8 byte pointers to pmd tables. Each pmd table is a
  30  * single 4K page, giving 512 (== PTRS_PER_PMD) 8 byte pointers to page
  31  * tables. Each page table is also a single 4K page, giving 512 (==
  32  * PTRS_PER_PTE) 8 byte ptes. Each pud entry is initialized to point to
  33  * invalid_pmd_table, each pmd entry is initialized to point to
  34  * invalid_pte_table, each pte is initialized to 0. When memory is low,
  35  * and a pmd table or a page table allocation fails, empty_bad_pmd_table
  36  * and empty_bad_page_table is returned back to higher layer code, so
  37  * that the failure is recognized later on. Linux does not seem to
  38  * handle these failures very well though. The empty_bad_page_table has
  39  * invalid pte entries in it, to force page faults.
  40  *
  41  * Kernel mappings: kernel mappings are held in the swapper_pg_table.
  42  * The layout is identical to userspace except it's indexed with the
  43  * fault address - VMALLOC_START.
  44  */
  45
  46
  47 /* PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map */
  48 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
  49 #define PGDIR_SHIFT     (PAGE_SHIFT + PAGE_SHIFT + PTE_ORDER - 3)
  50 #else
  51
  52 /* PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page table can map */
  53 #define PMD_SHIFT       (PAGE_SHIFT + (PAGE_SHIFT + PTE_ORDER - 3))
  54 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
  55 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
  56
  57 # ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
  58 # define PGDIR_SHIFT    (PMD_SHIFT + (PAGE_SHIFT + PMD_ORDER - 3))
  59 # endif
  60 #endif
  61
  62 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
  63 #define PUD_SHIFT       (PMD_SHIFT + (PAGE_SHIFT + PMD_ORDER - 3))
  64 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
  65 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
  66 #define PGDIR_SHIFT     (PUD_SHIFT + (PAGE_SHIFT + PUD_ORDER - 3))
  67 #endif
  68
  69 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
  70 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
  71
  72 /*
  73  * For 4kB page size we use a 3 level page tree and an 8kB pud, which
  74  * permits us mapping 40 bits of virtual address space.
  75  *
  76  * We used to implement 41 bits by having an order 1 pmd level but that seemed
  77  * rather pointless.
  78  *
  79  * For 8kB page size we use a 3 level page tree which permits a total of
  80  * 8TB of address space.  Alternatively a 33-bit / 8GB organization using
  81  * two levels would be easy to implement.
  82  *
  83  * For 16kB page size we use a 2 level page tree which permits a total of
  84  * 36 bits of virtual address space.  We could add a third level but it seems
  85  * like at the moment there's no need for this.
  86  *
  87  * For 64kB page size we use a 2 level page table tree for a total of 42 bits
  88  * of virtual address space.
  89  */
  90 #ifdef CONFIG_PAGE_SIZE_4KB
  91 # ifdef CONFIG_MIPS_VA_BITS_48
  92 #  define PGD_ORDER             0
  93 #  define PUD_ORDER             0
  94 # else
  95 #  define PGD_ORDER             1
  96 #  define PUD_ORDER             aieeee_attempt_to_allocate_pud
  97 # endif
  98 #define PMD_ORDER               0
  99 #define PTE_ORDER               0
 100 #endif
 101 #ifdef CONFIG_PAGE_SIZE_8KB
 102 #define PGD_ORDER               0
 103 #define PUD_ORDER               aieeee_attempt_to_allocate_pud
 104 #define PMD_ORDER               0
 105 #define PTE_ORDER               0
 106 #endif
 107 #ifdef CONFIG_PAGE_SIZE_16KB
 108 #ifdef CONFIG_MIPS_VA_BITS_48
 109 #define PGD_ORDER               1
 110 #else
 111 #define PGD_ORDER               0
 112 #endif
 113 #define PUD_ORDER               aieeee_attempt_to_allocate_pud
 114 #define PMD_ORDER               0
 115 #define PTE_ORDER               0
 116 #endif
 117 #ifdef CONFIG_PAGE_SIZE_32KB
 118 #define PGD_ORDER               0
 119 #define PUD_ORDER               aieeee_attempt_to_allocate_pud
 120 #define PMD_ORDER               0
 121 #define PTE_ORDER               0
 122 #endif
 123 #ifdef CONFIG_PAGE_SIZE_64KB
 124 #define PGD_ORDER               0
 125 #define PUD_ORDER               aieeee_attempt_to_allocate_pud
 126 #ifdef CONFIG_MIPS_VA_BITS_48
 127 #define PMD_ORDER               0
 128 #else
 129 #define PMD_ORDER               aieeee_attempt_to_allocate_pmd
 130 #endif
 131 #define PTE_ORDER               0
 132 #endif
 133
 134 #define PTRS_PER_PGD    ((PAGE_SIZE << PGD_ORDER) / sizeof(pgd_t))
 135 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 136 #define PTRS_PER_PUD    ((PAGE_SIZE << PUD_ORDER) / sizeof(pud_t))
 137 #endif
 138 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 139 #define PTRS_PER_PMD    ((PAGE_SIZE << PMD_ORDER) / sizeof(pmd_t))
 140 #endif
 141 #define PTRS_PER_PTE    ((PAGE_SIZE << PTE_ORDER) / sizeof(pte_t))
 142
 143 #define USER_PTRS_PER_PGD       ((TASK_SIZE64 / PGDIR_SIZE)?(TASK_SIZE64 / PGDIR_SIZE):1)
 144 #define FIRST_USER_ADDRESS      0UL
 145
 146 /*
 147  * TLB refill handlers also map the vmalloc area into xuseg.  Avoid
 148  * the first couple of pages so NULL pointer dereferences will still
 149  * reliably trap.
 150  */
 151 #define VMALLOC_START           (MAP_BASE + (2 * PAGE_SIZE))
 152 #define VMALLOC_END     \
 153         (MAP_BASE + \
 154          min(PTRS_PER_PGD * PTRS_PER_PUD * PTRS_PER_PMD * PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE, \
 155              (1UL << cpu_vmbits)) - (1UL << 32))
 156
 157 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(KBUILD_64BIT_SYM32) && \
 158         VMALLOC_START != CKSSEG
 159 /* Load modules into 32bit-compatible segment. */
 160 #define MODULE_START    CKSSEG
 161 #define MODULE_END      (FIXADDR_START-2*PAGE_SIZE)
 162 #endif
 163
 164 #define pte_ERROR(e) \
 165         printk("%s:%d: bad pte %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pte_val(e))
 166 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 167 #define pmd_ERROR(e) \
 168         printk("%s:%d: bad pmd %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pmd_val(e))
 169 #endif
 170 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 171 #define pud_ERROR(e) \
 172         printk("%s:%d: bad pud %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pud_val(e))
 173 #endif
 174 #define pgd_ERROR(e) \
 175         printk("%s:%d: bad pgd %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
 176
 177 extern pte_t invalid_pte_table[PTRS_PER_PTE];
 178 extern pte_t empty_bad_page_table[PTRS_PER_PTE];
 179
 180 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 181 /*
 182  * For 4-level pagetables we defines these ourselves, for 3-level the
 183  * definitions are below, for 2-level the
 184  * definitions are supplied by <asm-generic/pgtable-nopmd.h>.
 185  */
 186 typedef struct { unsigned long pud; } pud_t;
 187 #define pud_val(x)      ((x).pud)
 188 #define __pud(x)        ((pud_t) { (x) })
 189
 190 extern pud_t invalid_pud_table[PTRS_PER_PUD];
 191
 192 /*
 193  * Empty pgd entries point to the invalid_pud_table.
 194  */
 195 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 196 {
 197         return pgd_val(pgd) == (unsigned long)invalid_pud_table;
 198 }
 199
 200 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 201 {
 202         if (unlikely(pgd_val(pgd) & ~PAGE_MASK))
 203                 return 1;
 204
 205         return 0;
 206 }
 207
 208 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 209 {
 210         return pgd_val(pgd) != (unsigned long)invalid_pud_table;
 211 }
 212
 213 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgdp)
 214 {
 215         pgd_val(*pgdp) = (unsigned long)invalid_pud_table;
 216 }
 217
 218 #define pud_index(address)      (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1))
 219
 220 static inline unsigned long pgd_page_vaddr(pgd_t pgd)
 221 {
 222         return pgd_val(pgd);
 223 }
 224
 225 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 226 {
 227         return (pud_t *)pgd_page_vaddr(*pgd) + pud_index(address);
 228 }
 229
 230 static inline void set_pgd(pgd_t *pgd, pgd_t pgdval)
 231 {
 232         *pgd = pgdval;
 233 }
 234
 235 #endif
 236
 237 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 238 /*
 239  * For 3-level pagetables we defines these ourselves, for 2-level the
 240  * definitions are supplied by <asm-generic/pgtable-nopmd.h>.
 241  */
 242 typedef struct { unsigned long pmd; } pmd_t;
 243 #define pmd_val(x)      ((x).pmd)
 244 #define __pmd(x)        ((pmd_t) { (x) } )
 245
 246
 247 extern pmd_t invalid_pmd_table[PTRS_PER_PMD];
 248 #endif
 249
 250 /*
 251  * Empty pgd/pmd entries point to the invalid_pte_table.
 252  */
 253 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 254 {
 255         return pmd_val(pmd) == (unsigned long) invalid_pte_table;
 256 }
 257
 258 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 259 {
 260 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
 261         /* pmd_huge(pmd) but inline */
 262         if (unlikely(pmd_val(pmd) & _PAGE_HUGE))
 263                 return 0;
 264 #endif
 265
 266         if (unlikely(pmd_val(pmd) & ~PAGE_MASK))
 267                 return 1;
 268
 269         return 0;
 270 }
 271
 272 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 273 {
 274         return pmd_val(pmd) != (unsigned long) invalid_pte_table;
 275 }
 276
 277 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 278 {
 279         pmd_val(*pmdp) = ((unsigned long) invalid_pte_table);
 280 }
 281 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 282
 283 /*
 284  * Empty pud entries point to the invalid_pmd_table.
 285  */
 286 static inline int pud_none(pud_t pud)
 287 {
 288         return pud_val(pud) == (unsigned long) invalid_pmd_table;
 289 }
 290
 291 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 292 {
 293         return pud_val(pud) & ~PAGE_MASK;
 294 }
 295
 296 static inline int pud_present(pud_t pud)
 297 {
 298         return pud_val(pud) != (unsigned long) invalid_pmd_table;
 299 }
 300
 301 static inline void pud_clear(pud_t *pudp)
 302 {
 303         pud_val(*pudp) = ((unsigned long) invalid_pmd_table);
 304 }
 305 #endif
 306
 307 #define pte_page(x)             pfn_to_page(pte_pfn(x))
 308
 309 #ifdef CONFIG_CPU_VR41XX
 310 #define pte_pfn(x)              ((unsigned long)((x).pte >> (PAGE_SHIFT + 2)))
 311 #define pfn_pte(pfn, prot)      __pte(((pfn) << (PAGE_SHIFT + 2)) | pgprot_val(prot))
 312 #else
 313 #define pte_pfn(x)              ((unsigned long)((x).pte >> _PFN_SHIFT))
 314 #define pfn_pte(pfn, prot)      __pte(((pfn) << _PFN_SHIFT) | pgprot_val(prot))
 315 #define pfn_pmd(pfn, prot)      __pmd(((pfn) << _PFN_SHIFT) | pgprot_val(prot))
 316 #endif
 317
 318 #define __pgd_offset(address)   pgd_index(address)
 319 #define __pud_offset(address)   (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
 320 #define __pmd_offset(address)   pmd_index(address)
 321
 322 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
 323 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
 324
 325 #define pgd_index(address)      (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
 326 #define pmd_index(address)      (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
 327
 328 /* to find an entry in a page-table-directory */
 329 #define pgd_offset(mm, addr)    ((mm)->pgd + pgd_index(addr))
 330
 331 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 332 static inline unsigned long pud_page_vaddr(pud_t pud)
 333 {
 334         return pud_val(pud);
 335 }
 336 #define pud_phys(pud)           virt_to_phys((void *)pud_val(pud))
 337 #define pud_page(pud)           (pfn_to_page(pud_phys(pud) >> PAGE_SHIFT))
 338
 339 /* Find an entry in the second-level page table.. */
 340 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t * pud, unsigned long address)
 341 {
 342         return (pmd_t *) pud_page_vaddr(*pud) + pmd_index(address);
 343 }
 344 #endif
 345
 346 /* Find an entry in the third-level page table.. */
 347 #define __pte_offset(address)                                           \
 348         (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1))
 349 #define pte_offset(dir, address)                                        \
 350         ((pte_t *) pmd_page_vaddr(*(dir)) + __pte_offset(address))
 351 #define pte_offset_kernel(dir, address)                                 \
 352         ((pte_t *) pmd_page_vaddr(*(dir)) + __pte_offset(address))
 353 #define pte_offset_map(dir, address)                                    \
 354         ((pte_t *)page_address(pmd_page(*(dir))) + __pte_offset(address))
 355 #define pte_unmap(pte) ((void)(pte))
 356
 357 /*
 358  * Initialize a new pgd / pmd table with invalid pointers.
 359  */
 360 extern void pgd_init(unsigned long page);
 361 extern void pud_init(unsigned long page, unsigned long pagetable);
 362 extern void pmd_init(unsigned long page, unsigned long pagetable);
 363
 364 /*
 365  * Non-present pages:  high 40 bits are offset, next 8 bits type,
 366  * low 16 bits zero.
 367  */
 368 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
 369 { pte_t pte; pte_val(pte) = (type << 16) | (offset << 24); return pte; }
 370
 371 #define __swp_type(x)           (((x).val >> 16) & 0xff)
 372 #define __swp_offset(x)         ((x).val >> 24)
 373 #define __swp_entry(type, offset) ((swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte((type), (offset))) })
 374 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 375 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
 376
 377 #endif /* _ASM_PGTABLE_64_H */