704c4e669fe0ac9a1b72818b2922d97732d980b0
[sfrench/cifs-2.6.git] / include / asm-powerpc / pgtable-ppc64.h
1 #ifndef _ASM_POWERPC_PGTABLE_PPC64_H_
2 #define _ASM_POWERPC_PGTABLE_PPC64_H_
3 /*
4  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
5  * the ppc64 hashed page table.
6  */
7
8 #ifndef __ASSEMBLY__
9 #include <linux/stddef.h>
10 #include <asm/processor.h>              /* For TASK_SIZE */
11 #include <asm/mmu.h>
12 #include <asm/page.h>
13 #include <asm/tlbflush.h>
14 struct mm_struct;
15 #endif /* __ASSEMBLY__ */
16
17 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
18 #include <asm/pgtable-64k.h>
19 #else
20 #include <asm/pgtable-4k.h>
21 #endif
22
23 #define FIRST_USER_ADDRESS      0
24
25 /*
26  * Size of EA range mapped by our pagetables.
27  */
28 #define PGTABLE_EADDR_SIZE (PTE_INDEX_SIZE + PMD_INDEX_SIZE + \
29                             PUD_INDEX_SIZE + PGD_INDEX_SIZE + PAGE_SHIFT)
30 #define PGTABLE_RANGE (1UL << PGTABLE_EADDR_SIZE)
31
32 #if TASK_SIZE_USER64 > PGTABLE_RANGE
33 #error TASK_SIZE_USER64 exceeds pagetable range
34 #endif
35
36 #if TASK_SIZE_USER64 > (1UL << (USER_ESID_BITS + SID_SHIFT))
37 #error TASK_SIZE_USER64 exceeds user VSID range
38 #endif
39
40 /*
41  * Define the address range of the vmalloc VM area.
42  */
43 #define VMALLOC_START ASM_CONST(0xD000000000000000)
44 #define VMALLOC_SIZE  ASM_CONST(0x80000000000)
45 #define VMALLOC_END   (VMALLOC_START + VMALLOC_SIZE)
46
47 /*
48  * Define the address range of the imalloc VM area.
49  */
50 #define PHBS_IO_BASE    VMALLOC_END
51 #define IMALLOC_BASE    (PHBS_IO_BASE + 0x80000000ul)   /* Reserve 2 gigs for PHBs */
52 #define IMALLOC_END     (VMALLOC_START + PGTABLE_RANGE)
53
54 /*
55  * Region IDs
56  */
57 #define REGION_SHIFT            60UL
58 #define REGION_MASK             (0xfUL << REGION_SHIFT)
59 #define REGION_ID(ea)           (((unsigned long)(ea)) >> REGION_SHIFT)
60
61 #define VMALLOC_REGION_ID       (REGION_ID(VMALLOC_START))
62 #define KERNEL_REGION_ID        (REGION_ID(PAGE_OFFSET))
63 #define USER_REGION_ID          (0UL)
64
65 /*
66  * Common bits in a linux-style PTE.  These match the bits in the
67  * (hardware-defined) PowerPC PTE as closely as possible. Additional
68  * bits may be defined in pgtable-*.h
69  */
70 #define _PAGE_PRESENT   0x0001 /* software: pte contains a translation */
71 #define _PAGE_USER      0x0002 /* matches one of the PP bits */
72 #define _PAGE_FILE      0x0002 /* (!present only) software: pte holds file offset */
73 #define _PAGE_EXEC      0x0004 /* No execute on POWER4 and newer (we invert) */
74 #define _PAGE_GUARDED   0x0008
75 #define _PAGE_COHERENT  0x0010 /* M: enforce memory coherence (SMP systems) */
76 #define _PAGE_NO_CACHE  0x0020 /* I: cache inhibit */
77 #define _PAGE_WRITETHRU 0x0040 /* W: cache write-through */
78 #define _PAGE_DIRTY     0x0080 /* C: page changed */
79 #define _PAGE_ACCESSED  0x0100 /* R: page referenced */
80 #define _PAGE_RW        0x0200 /* software: user write access allowed */
81 #define _PAGE_HASHPTE   0x0400 /* software: pte has an associated HPTE */
82 #define _PAGE_BUSY      0x0800 /* software: PTE & hash are busy */
83
84 #define _PAGE_BASE      (_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_COHERENT)
85
86 #define _PAGE_WRENABLE  (_PAGE_RW | _PAGE_DIRTY)
87
88 /* __pgprot defined in asm-powerpc/page.h */
89 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED)
90
91 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_RW | _PAGE_USER)
92 #define PAGE_SHARED_X   __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_EXEC)
93 #define PAGE_COPY       __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER)
94 #define PAGE_COPY_X     __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER | _PAGE_EXEC)
95 #define PAGE_READONLY   __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER)
96 #define PAGE_READONLY_X __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER | _PAGE_EXEC)
97 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_WRENABLE)
98 #define PAGE_KERNEL_CI  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | \
99                                _PAGE_WRENABLE | _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED)
100 #define PAGE_KERNEL_EXEC __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_WRENABLE | _PAGE_EXEC)
101
102 #define PAGE_AGP        __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_WRENABLE | _PAGE_NO_CACHE)
103 #define HAVE_PAGE_AGP
104
105 /* PTEIDX nibble */
106 #define _PTEIDX_SECONDARY       0x8
107 #define _PTEIDX_GROUP_IX        0x7
108
109
110 /*
111  * POWER4 and newer have per page execute protection, older chips can only
112  * do this on a segment (256MB) basis.
113  *
114  * Also, write permissions imply read permissions.
115  * This is the closest we can get..
116  *
117  * Note due to the way vm flags are laid out, the bits are XWR
118  */
119 #define __P000  PAGE_NONE
120 #define __P001  PAGE_READONLY
121 #define __P010  PAGE_COPY
122 #define __P011  PAGE_COPY
123 #define __P100  PAGE_READONLY_X
124 #define __P101  PAGE_READONLY_X
125 #define __P110  PAGE_COPY_X
126 #define __P111  PAGE_COPY_X
127
128 #define __S000  PAGE_NONE
129 #define __S001  PAGE_READONLY
130 #define __S010  PAGE_SHARED
131 #define __S011  PAGE_SHARED
132 #define __S100  PAGE_READONLY_X
133 #define __S101  PAGE_READONLY_X
134 #define __S110  PAGE_SHARED_X
135 #define __S111  PAGE_SHARED_X
136
137 #ifndef __ASSEMBLY__
138
139 /*
140  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
141  * for zero-mapped memory areas etc..
142  */
143 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE/sizeof(unsigned long)];
144 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
145 #endif /* __ASSEMBLY__ */
146
147 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
148
149 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
150 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
151
152 #endif
153
154 #ifndef __ASSEMBLY__
155
156 /*
157  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
158  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
159  *
160  * mk_pte takes a (struct page *) as input
161  */
162 #define mk_pte(page, pgprot)    pfn_pte(page_to_pfn(page), (pgprot))
163
164 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long pfn, pgprot_t pgprot)
165 {
166         pte_t pte;
167
168
169         pte_val(pte) = (pfn << PTE_RPN_SHIFT) | pgprot_val(pgprot);
170         return pte;
171 }
172
173 #define pte_modify(_pte, newprot) \
174   (__pte((pte_val(_pte) & _PAGE_CHG_MASK) | pgprot_val(newprot)))
175
176 #define pte_none(pte)           ((pte_val(pte) & ~_PAGE_HPTEFLAGS) == 0)
177 #define pte_present(pte)        (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT)
178
179 /* pte_clear moved to later in this file */
180
181 #define pte_pfn(x)              ((unsigned long)((pte_val(x)>>PTE_RPN_SHIFT)))
182 #define pte_page(x)             pfn_to_page(pte_pfn(x))
183
184 #define PMD_BAD_BITS            (PTE_TABLE_SIZE-1)
185 #define PUD_BAD_BITS            (PMD_TABLE_SIZE-1)
186
187 #define pmd_set(pmdp, pmdval)   (pmd_val(*(pmdp)) = (pmdval))
188 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
189 #define pmd_bad(pmd)            (!is_kernel_addr(pmd_val(pmd)) \
190                                  || (pmd_val(pmd) & PMD_BAD_BITS))
191 #define pmd_present(pmd)        (pmd_val(pmd) != 0)
192 #define pmd_clear(pmdp)         (pmd_val(*(pmdp)) = 0)
193 #define pmd_page_vaddr(pmd)     (pmd_val(pmd) & ~PMD_MASKED_BITS)
194 #define pmd_page(pmd)           virt_to_page(pmd_page_vaddr(pmd))
195
196 #define pud_set(pudp, pudval)   (pud_val(*(pudp)) = (pudval))
197 #define pud_none(pud)           (!pud_val(pud))
198 #define pud_bad(pud)            (!is_kernel_addr(pud_val(pud)) \
199                                  || (pud_val(pud) & PUD_BAD_BITS))
200 #define pud_present(pud)        (pud_val(pud) != 0)
201 #define pud_clear(pudp)         (pud_val(*(pudp)) = 0)
202 #define pud_page_vaddr(pud)     (pud_val(pud) & ~PUD_MASKED_BITS)
203 #define pud_page(pud)           virt_to_page(pud_page_vaddr(pud))
204
205 #define pgd_set(pgdp, pudp)     ({pgd_val(*(pgdp)) = (unsigned long)(pudp);})
206
207 /*
208  * Find an entry in a page-table-directory.  We combine the address region
209  * (the high order N bits) and the pgd portion of the address.
210  */
211 /* to avoid overflow in free_pgtables we don't use PTRS_PER_PGD here */
212 #define pgd_index(address) (((address) >> (PGDIR_SHIFT)) & 0x1ff)
213
214 #define pgd_offset(mm, address)  ((mm)->pgd + pgd_index(address))
215
216 #define pmd_offset(pudp,addr) \
217   (((pmd_t *) pud_page_vaddr(*(pudp))) + (((addr) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD - 1)))
218
219 #define pte_offset_kernel(dir,addr) \
220   (((pte_t *) pmd_page_vaddr(*(dir))) + (((addr) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1)))
221
222 #define pte_offset_map(dir,addr)        pte_offset_kernel((dir), (addr))
223 #define pte_offset_map_nested(dir,addr) pte_offset_kernel((dir), (addr))
224 #define pte_unmap(pte)                  do { } while(0)
225 #define pte_unmap_nested(pte)           do { } while(0)
226
227 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
228 /* This now only contains the vmalloc pages */
229 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
230
231 /*
232  * The following only work if pte_present() is true.
233  * Undefined behaviour if not..
234  */
235 static inline int pte_read(pte_t pte)  { return pte_val(pte) & _PAGE_USER;}
236 static inline int pte_write(pte_t pte) { return pte_val(pte) & _PAGE_RW;}
237 static inline int pte_exec(pte_t pte)  { return pte_val(pte) & _PAGE_EXEC;}
238 static inline int pte_dirty(pte_t pte) { return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY;}
239 static inline int pte_young(pte_t pte) { return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED;}
240 static inline int pte_file(pte_t pte) { return pte_val(pte) & _PAGE_FILE;}
241
242 static inline void pte_uncache(pte_t pte) { pte_val(pte) |= _PAGE_NO_CACHE; }
243 static inline void pte_cache(pte_t pte)   { pte_val(pte) &= ~_PAGE_NO_CACHE; }
244
245 static inline pte_t pte_rdprotect(pte_t pte) {
246         pte_val(pte) &= ~_PAGE_USER; return pte; }
247 static inline pte_t pte_exprotect(pte_t pte) {
248         pte_val(pte) &= ~_PAGE_EXEC; return pte; }
249 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte) {
250         pte_val(pte) &= ~(_PAGE_RW); return pte; }
251 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte) {
252         pte_val(pte) &= ~(_PAGE_DIRTY); return pte; }
253 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte) {
254         pte_val(pte) &= ~_PAGE_ACCESSED; return pte; }
255 static inline pte_t pte_mkread(pte_t pte) {
256         pte_val(pte) |= _PAGE_USER; return pte; }
257 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte) {
258         pte_val(pte) |= _PAGE_USER | _PAGE_EXEC; return pte; }
259 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte) {
260         pte_val(pte) |= _PAGE_RW; return pte; }
261 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte) {
262         pte_val(pte) |= _PAGE_DIRTY; return pte; }
263 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte) {
264         pte_val(pte) |= _PAGE_ACCESSED; return pte; }
265 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte) {
266         return pte; }
267
268 /* Atomic PTE updates */
269 static inline unsigned long pte_update(struct mm_struct *mm,
270                                        unsigned long addr,
271                                        pte_t *ptep, unsigned long clr,
272                                        int huge)
273 {
274         unsigned long old, tmp;
275
276         __asm__ __volatile__(
277         "1:     ldarx   %0,0,%3         # pte_update\n\
278         andi.   %1,%0,%6\n\
279         bne-    1b \n\
280         andc    %1,%0,%4 \n\
281         stdcx.  %1,0,%3 \n\
282         bne-    1b"
283         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*ptep)
284         : "r" (ptep), "r" (clr), "m" (*ptep), "i" (_PAGE_BUSY)
285         : "cc" );
286
287         if (old & _PAGE_HASHPTE)
288                 hpte_need_flush(mm, addr, ptep, old, huge);
289         return old;
290 }
291
292 static inline int __ptep_test_and_clear_young(struct mm_struct *mm,
293                                               unsigned long addr, pte_t *ptep)
294 {
295         unsigned long old;
296
297         if ((pte_val(*ptep) & (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_HASHPTE)) == 0)
298                 return 0;
299         old = pte_update(mm, addr, ptep, _PAGE_ACCESSED, 0);
300         return (old & _PAGE_ACCESSED) != 0;
301 }
302 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
303 #define ptep_test_and_clear_young(__vma, __addr, __ptep)                   \
304 ({                                                                         \
305         int __r;                                                           \
306         __r = __ptep_test_and_clear_young((__vma)->vm_mm, __addr, __ptep); \
307         __r;                                                               \
308 })
309
310 /*
311  * On RW/DIRTY bit transitions we can avoid flushing the hpte. For the
312  * moment we always flush but we need to fix hpte_update and test if the
313  * optimisation is worth it.
314  */
315 static inline int __ptep_test_and_clear_dirty(struct mm_struct *mm,
316                                               unsigned long addr, pte_t *ptep)
317 {
318         unsigned long old;
319
320         if ((pte_val(*ptep) & _PAGE_DIRTY) == 0)
321                 return 0;
322         old = pte_update(mm, addr, ptep, _PAGE_DIRTY, 0);
323         return (old & _PAGE_DIRTY) != 0;
324 }
325 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_DIRTY
326 #define ptep_test_and_clear_dirty(__vma, __addr, __ptep)                   \
327 ({                                                                         \
328         int __r;                                                           \
329         __r = __ptep_test_and_clear_dirty((__vma)->vm_mm, __addr, __ptep); \
330         __r;                                                               \
331 })
332
333 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
334 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
335                                       pte_t *ptep)
336 {
337         unsigned long old;
338
339         if ((pte_val(*ptep) & _PAGE_RW) == 0)
340                 return;
341         old = pte_update(mm, addr, ptep, _PAGE_RW, 0);
342 }
343
344 /*
345  * We currently remove entries from the hashtable regardless of whether
346  * the entry was young or dirty. The generic routines only flush if the
347  * entry was young or dirty which is not good enough.
348  *
349  * We should be more intelligent about this but for the moment we override
350  * these functions and force a tlb flush unconditionally
351  */
352 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
353 #define ptep_clear_flush_young(__vma, __address, __ptep)                \
354 ({                                                                      \
355         int __young = __ptep_test_and_clear_young((__vma)->vm_mm, __address, \
356                                                   __ptep);              \
357         __young;                                                        \
358 })
359
360 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_DIRTY_FLUSH
361 #define ptep_clear_flush_dirty(__vma, __address, __ptep)                \
362 ({                                                                      \
363         int __dirty = __ptep_test_and_clear_dirty((__vma)->vm_mm, __address, \
364                                                   __ptep);              \
365         __dirty;                                                        \
366 })
367
368 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
369 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
370                                        unsigned long addr, pte_t *ptep)
371 {
372         unsigned long old = pte_update(mm, addr, ptep, ~0UL, 0);
373         return __pte(old);
374 }
375
376 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
377                              pte_t * ptep)
378 {
379         pte_update(mm, addr, ptep, ~0UL, 0);
380 }
381
382 /*
383  * set_pte stores a linux PTE into the linux page table.
384  */
385 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
386                               pte_t *ptep, pte_t pte)
387 {
388         if (pte_present(*ptep))
389                 pte_clear(mm, addr, ptep);
390         pte = __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_HPTEFLAGS);
391         *ptep = pte;
392 }
393
394 /* Set the dirty and/or accessed bits atomically in a linux PTE, this
395  * function doesn't need to flush the hash entry
396  */
397 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
398 static inline void __ptep_set_access_flags(pte_t *ptep, pte_t entry, int dirty)
399 {
400         unsigned long bits = pte_val(entry) &
401                 (_PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_RW | _PAGE_EXEC);
402         unsigned long old, tmp;
403
404         __asm__ __volatile__(
405         "1:     ldarx   %0,0,%4\n\
406                 andi.   %1,%0,%6\n\
407                 bne-    1b \n\
408                 or      %0,%3,%0\n\
409                 stdcx.  %0,0,%4\n\
410                 bne-    1b"
411         :"=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*ptep)
412         :"r" (bits), "r" (ptep), "m" (*ptep), "i" (_PAGE_BUSY)
413         :"cc");
414 }
415 #define  ptep_set_access_flags(__vma, __address, __ptep, __entry, __dirty) \
416         do {                                                               \
417                 __ptep_set_access_flags(__ptep, __entry, __dirty);         \
418                 flush_tlb_page_nohash(__vma, __address);                   \
419         } while(0)
420
421 /*
422  * Macro to mark a page protection value as "uncacheable".
423  */
424 #define pgprot_noncached(prot)  (__pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED))
425
426 struct file;
427 extern pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
428                                      unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
429 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
430
431 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
432 #define pte_same(A,B)   (((pte_val(A) ^ pte_val(B)) & ~_PAGE_HPTEFLAGS) == 0)
433
434 #define pte_ERROR(e) \
435         printk("%s:%d: bad pte %08lx.\n", __FILE__, __LINE__, pte_val(e))
436 #define pmd_ERROR(e) \
437         printk("%s:%d: bad pmd %08lx.\n", __FILE__, __LINE__, pmd_val(e))
438 #define pgd_ERROR(e) \
439         printk("%s:%d: bad pgd %08lx.\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
440
441 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
442
443 extern void paging_init(void);
444
445 /* Encode and de-code a swap entry */
446 #define __swp_type(entry)       (((entry).val >> 1) & 0x3f)
447 #define __swp_offset(entry)     ((entry).val >> 8)
448 #define __swp_entry(type, offset) ((swp_entry_t){((type)<< 1)|((offset)<<8)})
449 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t){pte_val(pte) >> PTE_RPN_SHIFT})
450 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val << PTE_RPN_SHIFT })
451 #define pte_to_pgoff(pte)       (pte_val(pte) >> PTE_RPN_SHIFT)
452 #define pgoff_to_pte(off)       ((pte_t) {((off) << PTE_RPN_SHIFT)|_PAGE_FILE})
453 #define PTE_FILE_MAX_BITS       (BITS_PER_LONG - PTE_RPN_SHIFT)
454
455 /*
456  * kern_addr_valid is intended to indicate whether an address is a valid
457  * kernel address.  Most 32-bit archs define it as always true (like this)
458  * but most 64-bit archs actually perform a test.  What should we do here?
459  * The only use is in fs/ncpfs/dir.c
460  */
461 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
462
463 #define io_remap_pfn_range(vma, vaddr, pfn, size, prot)         \
464                 remap_pfn_range(vma, vaddr, pfn, size, prot)
465
466 void pgtable_cache_init(void);
467
468 /*
469  * find_linux_pte returns the address of a linux pte for a given
470  * effective address and directory.  If not found, it returns zero.
471  */static inline pte_t *find_linux_pte(pgd_t *pgdir, unsigned long ea)
472 {
473         pgd_t *pg;
474         pud_t *pu;
475         pmd_t *pm;
476         pte_t *pt = NULL;
477
478         pg = pgdir + pgd_index(ea);
479         if (!pgd_none(*pg)) {
480                 pu = pud_offset(pg, ea);
481                 if (!pud_none(*pu)) {
482                         pm = pmd_offset(pu, ea);
483                         if (pmd_present(*pm))
484                                 pt = pte_offset_kernel(pm, ea);
485                 }
486         }
487         return pt;
488 }
489
490 #endif /* __ASSEMBLY__ */
491
492 #endif /* _ASM_POWERPC_PGTABLE_PPC64_H_ */