arch/powerpc/include/asm/nohash/64/pgtable.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _ASM_POWERPC_NOHASH_64_PGTABLE_H
   3 #define _ASM_POWERPC_NOHASH_64_PGTABLE_H
   4 /*
   5  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
   6  * the ppc64 hashed page table.
   7  */
   8
   9 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
  10 #include <asm/nohash/64/pgtable-64k.h>
  11 #else
  12 #include <asm/nohash/64/pgtable-4k.h>
  13 #endif
  14 #include <asm/barrier.h>
  15
  16 #define FIRST_USER_ADDRESS      0UL
  17
  18 /*
  19  * Size of EA range mapped by our pagetables.
  20  */
  21 #define PGTABLE_EADDR_SIZE (PTE_INDEX_SIZE + PMD_INDEX_SIZE + \
  22                             PUD_INDEX_SIZE + PGD_INDEX_SIZE + PAGE_SHIFT)
  23 #define PGTABLE_RANGE (ASM_CONST(1) << PGTABLE_EADDR_SIZE)
  24
  25 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
  26 #define PMD_CACHE_INDEX (PMD_INDEX_SIZE + 1)
  27 #else
  28 #define PMD_CACHE_INDEX PMD_INDEX_SIZE
  29 #endif
  30 #define PUD_CACHE_INDEX PUD_INDEX_SIZE
  31
  32 /*
  33  * Define the address range of the kernel non-linear virtual area
  34  */
  35 #define KERN_VIRT_START ASM_CONST(0x8000000000000000)
  36 #define KERN_VIRT_SIZE  ASM_CONST(0x0000100000000000)
  37
  38 /*
  39  * The vmalloc space starts at the beginning of that region, and
  40  * occupies half of it on hash CPUs and a quarter of it on Book3E
  41  * (we keep a quarter for the virtual memmap)
  42  */
  43 #define VMALLOC_START   KERN_VIRT_START
  44 #define VMALLOC_SIZE    (KERN_VIRT_SIZE >> 2)
  45 #define VMALLOC_END     (VMALLOC_START + VMALLOC_SIZE)
  46
  47 /*
  48  * The second half of the kernel virtual space is used for IO mappings,
  49  * it's itself carved into the PIO region (ISA and PHB IO space) and
  50  * the ioremap space
  51  *
  52  *  ISA_IO_BASE = KERN_IO_START, 64K reserved area
  53  *  PHB_IO_BASE = ISA_IO_BASE + 64K to ISA_IO_BASE + 2G, PHB IO spaces
  54  * IOREMAP_BASE = ISA_IO_BASE + 2G to VMALLOC_START + PGTABLE_RANGE
  55  */
  56 #define KERN_IO_START   (KERN_VIRT_START + (KERN_VIRT_SIZE >> 1))
  57 #define FULL_IO_SIZE    0x80000000ul
  58 #define  ISA_IO_BASE    (KERN_IO_START)
  59 #define  ISA_IO_END     (KERN_IO_START + 0x10000ul)
  60 #define  PHB_IO_BASE    (ISA_IO_END)
  61 #define  PHB_IO_END     (KERN_IO_START + FULL_IO_SIZE)
  62 #define IOREMAP_BASE    (PHB_IO_END)
  63 #define IOREMAP_END     (KERN_VIRT_START + KERN_VIRT_SIZE)
  64
  65
  66 /*
  67  * Region IDs
  68  */
  69 #define REGION_SHIFT            60UL
  70 #define REGION_MASK             (0xfUL << REGION_SHIFT)
  71 #define REGION_ID(ea)           (((unsigned long)(ea)) >> REGION_SHIFT)
  72
  73 #define VMALLOC_REGION_ID       (REGION_ID(VMALLOC_START))
  74 #define KERNEL_REGION_ID        (REGION_ID(PAGE_OFFSET))
  75 #define VMEMMAP_REGION_ID       (0xfUL) /* Server only */
  76 #define USER_REGION_ID          (0UL)
  77
  78 /*
  79  * Defines the address of the vmemap area, in its own region on
  80  * hash table CPUs and after the vmalloc space on Book3E
  81  */
  82 #define VMEMMAP_BASE            VMALLOC_END
  83 #define VMEMMAP_END             KERN_IO_START
  84 #define vmemmap                 ((struct page *)VMEMMAP_BASE)
  85
  86
  87 /*
  88  * Include the PTE bits definitions
  89  */
  90 #include <asm/nohash/pte-book3e.h>
  91 #include <asm/pte-common.h>
  92
  93 #ifndef __ASSEMBLY__
  94 /* pte_clear moved to later in this file */
  95
  96 #define PMD_BAD_BITS            (PTE_TABLE_SIZE-1)
  97 #define PUD_BAD_BITS            (PMD_TABLE_SIZE-1)
  98
  99 static inline void pmd_set(pmd_t *pmdp, unsigned long val)
 100 {
 101         *pmdp = __pmd(val);
 102 }
 103
 104 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 105 {
 106         *pmdp = __pmd(0);
 107 }
 108
 109 static inline pte_t pmd_pte(pmd_t pmd)
 110 {
 111         return __pte(pmd_val(pmd));
 112 }
 113
 114 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
 115 #define pmd_bad(pmd)            (!is_kernel_addr(pmd_val(pmd)) \
 116                                  || (pmd_val(pmd) & PMD_BAD_BITS))
 117 #define pmd_present(pmd)        (!pmd_none(pmd))
 118 #define pmd_page_vaddr(pmd)     (pmd_val(pmd) & ~PMD_MASKED_BITS)
 119 extern struct page *pmd_page(pmd_t pmd);
 120
 121 static inline void pud_set(pud_t *pudp, unsigned long val)
 122 {
 123         *pudp = __pud(val);
 124 }
 125
 126 static inline void pud_clear(pud_t *pudp)
 127 {
 128         *pudp = __pud(0);
 129 }
 130
 131 #define pud_none(pud)           (!pud_val(pud))
 132 #define pud_bad(pud)            (!is_kernel_addr(pud_val(pud)) \
 133                                  || (pud_val(pud) & PUD_BAD_BITS))
 134 #define pud_present(pud)        (pud_val(pud) != 0)
 135 #define pud_page_vaddr(pud)     (pud_val(pud) & ~PUD_MASKED_BITS)
 136
 137 extern struct page *pud_page(pud_t pud);
 138
 139 static inline pte_t pud_pte(pud_t pud)
 140 {
 141         return __pte(pud_val(pud));
 142 }
 143
 144 static inline pud_t pte_pud(pte_t pte)
 145 {
 146         return __pud(pte_val(pte));
 147 }
 148 #define pud_write(pud)          pte_write(pud_pte(pud))
 149 #define pgd_write(pgd)          pte_write(pgd_pte(pgd))
 150
 151 static inline void pgd_set(pgd_t *pgdp, unsigned long val)
 152 {
 153         *pgdp = __pgd(val);
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Find an entry in a page-table-directory.  We combine the address region
 158  * (the high order N bits) and the pgd portion of the address.
 159  */
 160 #define pgd_index(address) (((address) >> (PGDIR_SHIFT)) & (PTRS_PER_PGD - 1))
 161
 162 #define pgd_offset(mm, address)  ((mm)->pgd + pgd_index(address))
 163
 164 #define pmd_offset(pudp,addr) \
 165   (((pmd_t *) pud_page_vaddr(*(pudp))) + (((addr) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD - 1)))
 166
 167 #define pte_offset_kernel(dir,addr) \
 168   (((pte_t *) pmd_page_vaddr(*(dir))) + (((addr) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1)))
 169
 170 #define pte_offset_map(dir,addr)        pte_offset_kernel((dir), (addr))
 171 #define pte_unmap(pte)                  do { } while(0)
 172
 173 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
 174 /* This now only contains the vmalloc pages */
 175 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
 176 extern void hpte_need_flush(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 177                             pte_t *ptep, unsigned long pte, int huge);
 178
 179 /* Atomic PTE updates */
 180 static inline unsigned long pte_update(struct mm_struct *mm,
 181                                        unsigned long addr,
 182                                        pte_t *ptep, unsigned long clr,
 183                                        unsigned long set,
 184                                        int huge)
 185 {
 186 #ifdef PTE_ATOMIC_UPDATES
 187         unsigned long old, tmp;
 188
 189         __asm__ __volatile__(
 190         "1:     ldarx   %0,0,%3         # pte_update\n\
 191         andi.   %1,%0,%6\n\
 192         bne-    1b \n\
 193         andc    %1,%0,%4 \n\
 194         or      %1,%1,%7\n\
 195         stdcx.  %1,0,%3 \n\
 196         bne-    1b"
 197         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*ptep)
 198         : "r" (ptep), "r" (clr), "m" (*ptep), "i" (_PAGE_BUSY), "r" (set)
 199         : "cc" );
 200 #else
 201         unsigned long old = pte_val(*ptep);
 202         *ptep = __pte((old & ~clr) | set);
 203 #endif
 204         /* huge pages use the old page table lock */
 205         if (!huge)
 206                 assert_pte_locked(mm, addr);
 207
 208 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 209         if (old & _PAGE_HASHPTE)
 210                 hpte_need_flush(mm, addr, ptep, old, huge);
 211 #endif
 212
 213         return old;
 214 }
 215
 216 static inline int __ptep_test_and_clear_young(struct mm_struct *mm,
 217                                               unsigned long addr, pte_t *ptep)
 218 {
 219         unsigned long old;
 220
 221         if ((pte_val(*ptep) & (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_HASHPTE)) == 0)
 222                 return 0;
 223         old = pte_update(mm, addr, ptep, _PAGE_ACCESSED, 0, 0);
 224         return (old & _PAGE_ACCESSED) != 0;
 225 }
 226 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 227 #define ptep_test_and_clear_young(__vma, __addr, __ptep)                   \
 228 ({                                                                         \
 229         int __r;                                                           \
 230         __r = __ptep_test_and_clear_young((__vma)->vm_mm, __addr, __ptep); \
 231         __r;                                                               \
 232 })
 233
 234 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 235 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 236                                       pte_t *ptep)
 237 {
 238
 239         if ((pte_val(*ptep) & _PAGE_RW) == 0)
 240                 return;
 241
 242         pte_update(mm, addr, ptep, _PAGE_RW, 0, 0);
 243 }
 244
 245 static inline void huge_ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 246                                            unsigned long addr, pte_t *ptep)
 247 {
 248         if ((pte_val(*ptep) & _PAGE_RW) == 0)
 249                 return;
 250
 251         pte_update(mm, addr, ptep, _PAGE_RW, 0, 1);
 252 }
 253
 254 /*
 255  * We currently remove entries from the hashtable regardless of whether
 256  * the entry was young or dirty. The generic routines only flush if the
 257  * entry was young or dirty which is not good enough.
 258  *
 259  * We should be more intelligent about this but for the moment we override
 260  * these functions and force a tlb flush unconditionally
 261  */
 262 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 263 #define ptep_clear_flush_young(__vma, __address, __ptep)                \
 264 ({                                                                      \
 265         int __young = __ptep_test_and_clear_young((__vma)->vm_mm, __address, \
 266                                                   __ptep);              \
 267         __young;                                                        \
 268 })
 269
 270 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 271 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 272                                        unsigned long addr, pte_t *ptep)
 273 {
 274         unsigned long old = pte_update(mm, addr, ptep, ~0UL, 0, 0);
 275         return __pte(old);
 276 }
 277
 278 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 279                              pte_t * ptep)
 280 {
 281         pte_update(mm, addr, ptep, ~0UL, 0, 0);
 282 }
 283
 284
 285 /* Set the dirty and/or accessed bits atomically in a linux PTE, this
 286  * function doesn't need to flush the hash entry
 287  */
 288 static inline void __ptep_set_access_flags(struct mm_struct *mm,
 289                                            pte_t *ptep, pte_t entry,
 290                                            unsigned long address)
 291 {
 292         unsigned long bits = pte_val(entry) &
 293                 (_PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_RW | _PAGE_EXEC);
 294
 295 #ifdef PTE_ATOMIC_UPDATES
 296         unsigned long old, tmp;
 297
 298         __asm__ __volatile__(
 299         "1:     ldarx   %0,0,%4\n\
 300                 andi.   %1,%0,%6\n\
 301                 bne-    1b \n\
 302                 or      %0,%3,%0\n\
 303                 stdcx.  %0,0,%4\n\
 304                 bne-    1b"
 305         :"=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*ptep)
 306         :"r" (bits), "r" (ptep), "m" (*ptep), "i" (_PAGE_BUSY)
 307         :"cc");
 308 #else
 309         unsigned long old = pte_val(*ptep);
 310         *ptep = __pte(old | bits);
 311 #endif
 312 }
 313
 314 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 315 #define pte_same(A,B)   (((pte_val(A) ^ pte_val(B)) & ~_PAGE_HPTEFLAGS) == 0)
 316
 317 #define pte_ERROR(e) \
 318         pr_err("%s:%d: bad pte %08lx.\n", __FILE__, __LINE__, pte_val(e))
 319 #define pmd_ERROR(e) \
 320         pr_err("%s:%d: bad pmd %08lx.\n", __FILE__, __LINE__, pmd_val(e))
 321 #define pgd_ERROR(e) \
 322         pr_err("%s:%d: bad pgd %08lx.\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
 323
 324 /* Encode and de-code a swap entry */
 325 #define MAX_SWAPFILES_CHECK() do { \
 326         BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > SWP_TYPE_BITS); \
 327         /*                                                      \
 328          * Don't have overlapping bits with _PAGE_HPTEFLAGS     \
 329          * We filter HPTEFLAGS on set_pte.                      \
 330          */                                                     \
 331         BUILD_BUG_ON(_PAGE_HPTEFLAGS & (0x1f << _PAGE_BIT_SWAP_TYPE)); \
 332         } while (0)
 333 /*
 334  * on pte we don't need handle RADIX_TREE_EXCEPTIONAL_SHIFT;
 335  */
 336 #define SWP_TYPE_BITS 5
 337 #define __swp_type(x)           (((x).val >> _PAGE_BIT_SWAP_TYPE) \
 338                                 & ((1UL << SWP_TYPE_BITS) - 1))
 339 #define __swp_offset(x)         ((x).val >> PTE_RPN_SHIFT)
 340 #define __swp_entry(type, offset)       ((swp_entry_t) { \
 341                                         ((type) << _PAGE_BIT_SWAP_TYPE) \
 342                                         | ((offset) << PTE_RPN_SHIFT) })
 343
 344 #define __pte_to_swp_entry(pte)         ((swp_entry_t) { pte_val((pte)) })
 345 #define __swp_entry_to_pte(x)           __pte((x).val)
 346
 347 extern int map_kernel_page(unsigned long ea, unsigned long pa,
 348                            unsigned long flags);
 349 extern int __meminit vmemmap_create_mapping(unsigned long start,
 350                                             unsigned long page_size,
 351                                             unsigned long phys);
 352 extern void vmemmap_remove_mapping(unsigned long start,
 353                                    unsigned long page_size);
 354 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 355
 356 #endif /* _ASM_POWERPC_NOHASH_64_PGTABLE_H */