x86: 32-bit IOAPIC: de-fang IRQ compression
[sfrench/cifs-2.6.git] / include / asm-x86 / pgtable_64.h
1 #ifndef _X86_64_PGTABLE_H
2 #define _X86_64_PGTABLE_H
3
4 #include <linux/const.h>
5 #ifndef __ASSEMBLY__
6
7 /*
8  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
9  * the x86-64 page table tree.
10  */
11 #include <asm/processor.h>
12 #include <linux/bitops.h>
13 #include <linux/threads.h>
14 #include <asm/pda.h>
15
16 extern pud_t level3_kernel_pgt[512];
17 extern pud_t level3_ident_pgt[512];
18 extern pmd_t level2_kernel_pgt[512];
19 extern pgd_t init_level4_pgt[];
20 extern unsigned long __supported_pte_mask;
21
22 #define swapper_pg_dir init_level4_pgt
23
24 extern void paging_init(void);
25 extern void clear_kernel_mapping(unsigned long addr, unsigned long size);
26
27 /*
28  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
29  * for zero-mapped memory areas etc..
30  */
31 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE/sizeof(unsigned long)];
32 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
33
34 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
35
36 /*
37  * PGDIR_SHIFT determines what a top-level page table entry can map
38  */
39 #define PGDIR_SHIFT     39
40 #define PTRS_PER_PGD    512
41
42 /*
43  * 3rd level page
44  */
45 #define PUD_SHIFT       30
46 #define PTRS_PER_PUD    512
47
48 /*
49  * PMD_SHIFT determines the size of the area a middle-level
50  * page table can map
51  */
52 #define PMD_SHIFT       21
53 #define PTRS_PER_PMD    512
54
55 /*
56  * entries per page directory level
57  */
58 #define PTRS_PER_PTE    512
59
60 #ifndef __ASSEMBLY__
61
62 #define pte_ERROR(e) \
63         printk("%s:%d: bad pte %p(%016lx).\n", __FILE__, __LINE__, &(e), pte_val(e))
64 #define pmd_ERROR(e) \
65         printk("%s:%d: bad pmd %p(%016lx).\n", __FILE__, __LINE__, &(e), pmd_val(e))
66 #define pud_ERROR(e) \
67         printk("%s:%d: bad pud %p(%016lx).\n", __FILE__, __LINE__, &(e), pud_val(e))
68 #define pgd_ERROR(e) \
69         printk("%s:%d: bad pgd %p(%016lx).\n", __FILE__, __LINE__, &(e), pgd_val(e))
70
71 #define pgd_none(x)     (!pgd_val(x))
72 #define pud_none(x)     (!pud_val(x))
73
74 static inline void set_pte(pte_t *dst, pte_t val)
75 {
76         pte_val(*dst) = pte_val(val);
77
78 #define set_pte_at(mm,addr,ptep,pteval) set_pte(ptep,pteval)
79
80 static inline void set_pmd(pmd_t *dst, pmd_t val)
81 {
82         pmd_val(*dst) = pmd_val(val); 
83
84
85 static inline void set_pud(pud_t *dst, pud_t val)
86 {
87         pud_val(*dst) = pud_val(val);
88 }
89
90 static inline void pud_clear (pud_t *pud)
91 {
92         set_pud(pud, __pud(0));
93 }
94
95 static inline void set_pgd(pgd_t *dst, pgd_t val)
96 {
97         pgd_val(*dst) = pgd_val(val); 
98
99
100 static inline void pgd_clear (pgd_t * pgd)
101 {
102         set_pgd(pgd, __pgd(0));
103 }
104
105 #define ptep_get_and_clear(mm,addr,xp)  __pte(xchg(&(xp)->pte, 0))
106
107 struct mm_struct;
108
109 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, int full)
110 {
111         pte_t pte;
112         if (full) {
113                 pte = *ptep;
114                 *ptep = __pte(0);
115         } else {
116                 pte = ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
117         }
118         return pte;
119 }
120
121 #define pte_same(a, b)          ((a).pte == (b).pte)
122
123 #define pte_pgprot(a)   (__pgprot((a).pte & ~PHYSICAL_PAGE_MASK))
124
125 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
126
127 #define PMD_SIZE        (_AC(1,UL) << PMD_SHIFT)
128 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
129 #define PUD_SIZE        (_AC(1,UL) << PUD_SHIFT)
130 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
131 #define PGDIR_SIZE      (_AC(1,UL) << PGDIR_SHIFT)
132 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
133
134 #define USER_PTRS_PER_PGD       ((TASK_SIZE-1)/PGDIR_SIZE+1)
135 #define FIRST_USER_ADDRESS      0
136
137 #define MAXMEM           _AC(0x3fffffffffff, UL)
138 #define VMALLOC_START    _AC(0xffffc20000000000, UL)
139 #define VMALLOC_END      _AC(0xffffe1ffffffffff, UL)
140 #define VMEMMAP_START    _AC(0xffffe20000000000, UL)
141 #define MODULES_VADDR    _AC(0xffffffff88000000, UL)
142 #define MODULES_END      _AC(0xfffffffffff00000, UL)
143 #define MODULES_LEN   (MODULES_END - MODULES_VADDR)
144
145 #define _PAGE_BIT_PRESENT       0
146 #define _PAGE_BIT_RW            1
147 #define _PAGE_BIT_USER          2
148 #define _PAGE_BIT_PWT           3
149 #define _PAGE_BIT_PCD           4
150 #define _PAGE_BIT_ACCESSED      5
151 #define _PAGE_BIT_DIRTY         6
152 #define _PAGE_BIT_PSE           7       /* 4 MB (or 2MB) page */
153 #define _PAGE_BIT_GLOBAL        8       /* Global TLB entry PPro+ */
154 #define _PAGE_BIT_NX           63       /* No execute: only valid after cpuid check */
155
156 #define _PAGE_PRESENT   0x001
157 #define _PAGE_RW        0x002
158 #define _PAGE_USER      0x004
159 #define _PAGE_PWT       0x008
160 #define _PAGE_PCD       0x010
161 #define _PAGE_ACCESSED  0x020
162 #define _PAGE_DIRTY     0x040
163 #define _PAGE_PSE       0x080   /* 2MB page */
164 #define _PAGE_FILE      0x040   /* nonlinear file mapping, saved PTE; unset:swap */
165 #define _PAGE_GLOBAL    0x100   /* Global TLB entry */
166
167 #define _PAGE_PROTNONE  0x080   /* If not present */
168 #define _PAGE_NX        (_AC(1,UL)<<_PAGE_BIT_NX)
169
170 #define _PAGE_TABLE     (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
171 #define _KERNPG_TABLE   (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
172
173 #define _PAGE_CHG_MASK  (PTE_MASK | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
174
175 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PROTNONE | _PAGE_ACCESSED)
176 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
177 #define PAGE_SHARED_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
178 #define PAGE_COPY_NOEXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
179 #define PAGE_COPY PAGE_COPY_NOEXEC
180 #define PAGE_COPY_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
181 #define PAGE_READONLY   __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
182 #define PAGE_READONLY_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
183 #define __PAGE_KERNEL \
184         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
185 #define __PAGE_KERNEL_EXEC \
186         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED)
187 #define __PAGE_KERNEL_NOCACHE \
188         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_PCD | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
189 #define __PAGE_KERNEL_RO \
190         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
191 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL \
192         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
193 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE \
194         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_PCD)
195 #define __PAGE_KERNEL_LARGE \
196         (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PSE)
197 #define __PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC \
198         (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_PSE)
199
200 #define MAKE_GLOBAL(x) __pgprot((x) | _PAGE_GLOBAL)
201
202 #define PAGE_KERNEL MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL)
203 #define PAGE_KERNEL_EXEC MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_EXEC)
204 #define PAGE_KERNEL_RO MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_RO)
205 #define PAGE_KERNEL_NOCACHE MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_NOCACHE)
206 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL32 __pgprot(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL)
207 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL)
208 #define PAGE_KERNEL_LARGE MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_LARGE)
209 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE)
210
211 /*         xwr */
212 #define __P000  PAGE_NONE
213 #define __P001  PAGE_READONLY
214 #define __P010  PAGE_COPY
215 #define __P011  PAGE_COPY
216 #define __P100  PAGE_READONLY_EXEC
217 #define __P101  PAGE_READONLY_EXEC
218 #define __P110  PAGE_COPY_EXEC
219 #define __P111  PAGE_COPY_EXEC
220
221 #define __S000  PAGE_NONE
222 #define __S001  PAGE_READONLY
223 #define __S010  PAGE_SHARED
224 #define __S011  PAGE_SHARED
225 #define __S100  PAGE_READONLY_EXEC
226 #define __S101  PAGE_READONLY_EXEC
227 #define __S110  PAGE_SHARED_EXEC
228 #define __S111  PAGE_SHARED_EXEC
229
230 #ifndef __ASSEMBLY__
231
232 static inline unsigned long pgd_bad(pgd_t pgd)
233 {
234         return pgd_val(pgd) & ~(PTE_MASK | _KERNPG_TABLE | _PAGE_USER);
235 }
236
237 static inline unsigned long pud_bad(pud_t pud)
238 {
239         return pud_val(pud) & ~(PTE_MASK | _KERNPG_TABLE | _PAGE_USER);
240 }
241
242 static inline unsigned long pmd_bad(pmd_t pmd)
243 {
244         return pmd_val(pmd) & ~(PTE_MASK | _KERNPG_TABLE | _PAGE_USER);
245 }
246
247 #define pte_none(x)     (!pte_val(x))
248 #define pte_present(x)  (pte_val(x) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROTNONE))
249 #define pte_clear(mm,addr,xp)   do { set_pte_at(mm, addr, xp, __pte(0)); } while (0)
250
251 #define pages_to_mb(x) ((x) >> (20-PAGE_SHIFT)) /* FIXME: is this
252                                                    right? */
253 #define pte_page(x)     pfn_to_page(pte_pfn(x))
254 #define pte_pfn(x)  ((pte_val(x) & __PHYSICAL_MASK) >> PAGE_SHIFT)
255
256 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
257 {
258         pte_t pte;
259         pte_val(pte) = (page_nr << PAGE_SHIFT);
260         pte_val(pte) |= pgprot_val(pgprot);
261         pte_val(pte) &= __supported_pte_mask;
262         return pte;
263 }
264
265 /*
266  * The following only work if pte_present() is true.
267  * Undefined behaviour if not..
268  */
269 #define __LARGE_PTE (_PAGE_PSE|_PAGE_PRESENT)
270 static inline int pte_dirty(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY; }
271 static inline int pte_young(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED; }
272 static inline int pte_write(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_RW; }
273 static inline int pte_file(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_FILE; }
274 static inline int pte_huge(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_PSE; }
275
276 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_DIRTY)); return pte; }
277 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)        { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_ACCESSED)); return pte; }
278 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)    { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_RW)); return pte; }
279 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)       { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_NX)); return pte; }
280 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY)); return pte; }
281 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED)); return pte; }
282 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) | _PAGE_RW)); return pte; }
283 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)       { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) | _PAGE_PSE)); return pte; }
284 static inline pte_t pte_clrhuge(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_PSE)); return pte; }
285
286 struct vm_area_struct;
287
288 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep)
289 {
290         if (!pte_young(*ptep))
291                 return 0;
292         return test_and_clear_bit(_PAGE_BIT_ACCESSED, &ptep->pte);
293 }
294
295 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
296 {
297         clear_bit(_PAGE_BIT_RW, &ptep->pte);
298 }
299
300 /*
301  * Macro to mark a page protection value as "uncacheable".
302  */
303 #define pgprot_noncached(prot)  (__pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT))
304
305 static inline int pmd_large(pmd_t pte) { 
306         return (pmd_val(pte) & __LARGE_PTE) == __LARGE_PTE; 
307 }       
308
309
310 /*
311  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
312  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
313  */
314
315 /*
316  * Level 4 access.
317  */
318 #define pgd_page_vaddr(pgd) ((unsigned long) __va((unsigned long)pgd_val(pgd) & PTE_MASK))
319 #define pgd_page(pgd)           (pfn_to_page(pgd_val(pgd) >> PAGE_SHIFT))
320 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
321 #define pgd_offset(mm, addr) ((mm)->pgd + pgd_index(addr))
322 #define pgd_offset_k(address) (init_level4_pgt + pgd_index(address))
323 #define pgd_present(pgd) (pgd_val(pgd) & _PAGE_PRESENT)
324 #define mk_kernel_pgd(address) ((pgd_t){ (address) | _KERNPG_TABLE })
325
326 /* PUD - Level3 access */
327 /* to find an entry in a page-table-directory. */
328 #define pud_page_vaddr(pud) ((unsigned long) __va(pud_val(pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK))
329 #define pud_page(pud)           (pfn_to_page(pud_val(pud) >> PAGE_SHIFT))
330 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
331 #define pud_offset(pgd, address) ((pud_t *) pgd_page_vaddr(*(pgd)) + pud_index(address))
332 #define pud_present(pud) (pud_val(pud) & _PAGE_PRESENT)
333
334 /* PMD  - Level 2 access */
335 #define pmd_page_vaddr(pmd) ((unsigned long) __va(pmd_val(pmd) & PTE_MASK))
336 #define pmd_page(pmd)           (pfn_to_page(pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT))
337
338 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
339 #define pmd_offset(dir, address) ((pmd_t *) pud_page_vaddr(*(dir)) + \
340                         pmd_index(address))
341 #define pmd_none(x)     (!pmd_val(x))
342 #define pmd_present(x)  (pmd_val(x) & _PAGE_PRESENT)
343 #define pmd_clear(xp)   do { set_pmd(xp, __pmd(0)); } while (0)
344 #define pfn_pmd(nr,prot) (__pmd(((nr) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot)))
345 #define pmd_pfn(x)  ((pmd_val(x) & __PHYSICAL_MASK) >> PAGE_SHIFT)
346
347 #define pte_to_pgoff(pte) ((pte_val(pte) & PHYSICAL_PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT)
348 #define pgoff_to_pte(off) ((pte_t) { ((off) << PAGE_SHIFT) | _PAGE_FILE })
349 #define PTE_FILE_MAX_BITS __PHYSICAL_MASK_SHIFT
350
351 /* PTE - Level 1 access. */
352
353 /* page, protection -> pte */
354 #define mk_pte(page, pgprot)    pfn_pte(page_to_pfn(page), (pgprot))
355 #define mk_pte_huge(entry) (pte_val(entry) |= _PAGE_PRESENT | _PAGE_PSE)
356  
357 /* Change flags of a PTE */
358 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
359
360         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
361         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
362         pte_val(pte) &= __supported_pte_mask;
363        return pte; 
364 }
365
366 #define pte_index(address) \
367                 (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1))
368 #define pte_offset_kernel(dir, address) ((pte_t *) pmd_page_vaddr(*(dir)) + \
369                         pte_index(address))
370
371 /* x86-64 always has all page tables mapped. */
372 #define pte_offset_map(dir,address) pte_offset_kernel(dir,address)
373 #define pte_offset_map_nested(dir,address) pte_offset_kernel(dir,address)
374 #define pte_unmap(pte) /* NOP */
375 #define pte_unmap_nested(pte) /* NOP */ 
376
377 #define update_mmu_cache(vma,address,pte) do { } while (0)
378
379 /* We only update the dirty/accessed state if we set
380  * the dirty bit by hand in the kernel, since the hardware
381  * will do the accessed bit for us, and we don't want to
382  * race with other CPU's that might be updating the dirty
383  * bit at the same time. */
384 #define  __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
385 #define ptep_set_access_flags(__vma, __address, __ptep, __entry, __dirty) \
386 ({                                                                        \
387         int __changed = !pte_same(*(__ptep), __entry);                    \
388         if (__changed && __dirty) {                                       \
389                 set_pte(__ptep, __entry);                                 \
390                 flush_tlb_page(__vma, __address);                         \
391         }                                                                 \
392         __changed;                                                        \
393 })
394
395 /* Encode and de-code a swap entry */
396 #define __swp_type(x)                   (((x).val >> 1) & 0x3f)
397 #define __swp_offset(x)                 ((x).val >> 8)
398 #define __swp_entry(type, offset)       ((swp_entry_t) { ((type) << 1) | ((offset) << 8) })
399 #define __pte_to_swp_entry(pte)         ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
400 #define __swp_entry_to_pte(x)           ((pte_t) { (x).val })
401
402 extern spinlock_t pgd_lock;
403 extern struct list_head pgd_list;
404
405 extern int kern_addr_valid(unsigned long addr); 
406
407 pte_t *lookup_address(unsigned long addr);
408
409 #define io_remap_pfn_range(vma, vaddr, pfn, size, prot)         \
410                 remap_pfn_range(vma, vaddr, pfn, size, prot)
411
412 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
413
414 #define pgtable_cache_init()   do { } while (0)
415 #define check_pgt_cache()      do { } while (0)
416
417 #define PAGE_AGP    PAGE_KERNEL_NOCACHE
418 #define HAVE_PAGE_AGP 1
419
420 /* fs/proc/kcore.c */
421 #define kc_vaddr_to_offset(v) ((v) & __VIRTUAL_MASK)
422 #define kc_offset_to_vaddr(o) \
423    (((o) & (1UL << (__VIRTUAL_MASK_SHIFT-1))) ? ((o) | (~__VIRTUAL_MASK)) : (o))
424
425 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
426 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
427 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
428 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
429 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
430 #include <asm-generic/pgtable.h>
431 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
432
433 #endif /* _X86_64_PGTABLE_H */