Merge tag 'i3c/for-6.9' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/i3c/linux
[sfrench/cifs-2.6.git] / include / linux / pgtable.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_PGTABLE_H
3 #define _LINUX_PGTABLE_H
4
5 #include <linux/pfn.h>
6 #include <asm/pgtable.h>
7
8 #define PMD_ORDER       (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT)
9 #define PUD_ORDER       (PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT)
10
11 #ifndef __ASSEMBLY__
12 #ifdef CONFIG_MMU
13
14 #include <linux/mm_types.h>
15 #include <linux/bug.h>
16 #include <linux/errno.h>
17 #include <asm-generic/pgtable_uffd.h>
18 #include <linux/page_table_check.h>
19
20 #if 5 - defined(__PAGETABLE_P4D_FOLDED) - defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) - \
21         defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) != CONFIG_PGTABLE_LEVELS
22 #error CONFIG_PGTABLE_LEVELS is not consistent with __PAGETABLE_{P4D,PUD,PMD}_FOLDED
23 #endif
24
25 /*
26  * On almost all architectures and configurations, 0 can be used as the
27  * upper ceiling to free_pgtables(): on many architectures it has the same
28  * effect as using TASK_SIZE.  However, there is one configuration which
29  * must impose a more careful limit, to avoid freeing kernel pgtables.
30  */
31 #ifndef USER_PGTABLES_CEILING
32 #define USER_PGTABLES_CEILING   0UL
33 #endif
34
35 /*
36  * This defines the first usable user address. Platforms
37  * can override its value with custom FIRST_USER_ADDRESS
38  * defined in their respective <asm/pgtable.h>.
39  */
40 #ifndef FIRST_USER_ADDRESS
41 #define FIRST_USER_ADDRESS      0UL
42 #endif
43
44 /*
45  * This defines the generic helper for accessing PMD page
46  * table page. Although platforms can still override this
47  * via their respective <asm/pgtable.h>.
48  */
49 #ifndef pmd_pgtable
50 #define pmd_pgtable(pmd) pmd_page(pmd)
51 #endif
52
53 /*
54  * A page table page can be thought of an array like this: pXd_t[PTRS_PER_PxD]
55  *
56  * The pXx_index() functions return the index of the entry in the page
57  * table page which would control the given virtual address
58  *
59  * As these functions may be used by the same code for different levels of
60  * the page table folding, they are always available, regardless of
61  * CONFIG_PGTABLE_LEVELS value. For the folded levels they simply return 0
62  * because in such cases PTRS_PER_PxD equals 1.
63  */
64
65 static inline unsigned long pte_index(unsigned long address)
66 {
67         return (address >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1);
68 }
69
70 #ifndef pmd_index
71 static inline unsigned long pmd_index(unsigned long address)
72 {
73         return (address >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD - 1);
74 }
75 #define pmd_index pmd_index
76 #endif
77
78 #ifndef pud_index
79 static inline unsigned long pud_index(unsigned long address)
80 {
81         return (address >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1);
82 }
83 #define pud_index pud_index
84 #endif
85
86 #ifndef pgd_index
87 /* Must be a compile-time constant, so implement it as a macro */
88 #define pgd_index(a)  (((a) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD - 1))
89 #endif
90
91 #ifndef pte_offset_kernel
92 static inline pte_t *pte_offset_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address)
93 {
94         return (pte_t *)pmd_page_vaddr(*pmd) + pte_index(address);
95 }
96 #define pte_offset_kernel pte_offset_kernel
97 #endif
98
99 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
100 #define __pte_map(pmd, address) \
101         ((pte_t *)kmap_local_page(pmd_page(*(pmd))) + pte_index((address)))
102 #define pte_unmap(pte)  do {    \
103         kunmap_local((pte));    \
104         rcu_read_unlock();      \
105 } while (0)
106 #else
107 static inline pte_t *__pte_map(pmd_t *pmd, unsigned long address)
108 {
109         return pte_offset_kernel(pmd, address);
110 }
111 static inline void pte_unmap(pte_t *pte)
112 {
113         rcu_read_unlock();
114 }
115 #endif
116
117 void pte_free_defer(struct mm_struct *mm, pgtable_t pgtable);
118
119 /* Find an entry in the second-level page table.. */
120 #ifndef pmd_offset
121 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
122 {
123         return pud_pgtable(*pud) + pmd_index(address);
124 }
125 #define pmd_offset pmd_offset
126 #endif
127
128 #ifndef pud_offset
129 static inline pud_t *pud_offset(p4d_t *p4d, unsigned long address)
130 {
131         return p4d_pgtable(*p4d) + pud_index(address);
132 }
133 #define pud_offset pud_offset
134 #endif
135
136 static inline pgd_t *pgd_offset_pgd(pgd_t *pgd, unsigned long address)
137 {
138         return (pgd + pgd_index(address));
139 };
140
141 /*
142  * a shortcut to get a pgd_t in a given mm
143  */
144 #ifndef pgd_offset
145 #define pgd_offset(mm, address)         pgd_offset_pgd((mm)->pgd, (address))
146 #endif
147
148 /*
149  * a shortcut which implies the use of the kernel's pgd, instead
150  * of a process's
151  */
152 #ifndef pgd_offset_k
153 #define pgd_offset_k(address)           pgd_offset(&init_mm, (address))
154 #endif
155
156 /*
157  * In many cases it is known that a virtual address is mapped at PMD or PTE
158  * level, so instead of traversing all the page table levels, we can get a
159  * pointer to the PMD entry in user or kernel page table or translate a virtual
160  * address to the pointer in the PTE in the kernel page tables with simple
161  * helpers.
162  */
163 static inline pmd_t *pmd_off(struct mm_struct *mm, unsigned long va)
164 {
165         return pmd_offset(pud_offset(p4d_offset(pgd_offset(mm, va), va), va), va);
166 }
167
168 static inline pmd_t *pmd_off_k(unsigned long va)
169 {
170         return pmd_offset(pud_offset(p4d_offset(pgd_offset_k(va), va), va), va);
171 }
172
173 static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
174 {
175         pmd_t *pmd = pmd_off_k(vaddr);
176
177         return pmd_none(*pmd) ? NULL : pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
178 }
179
180 #ifndef pmd_young
181 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
182 {
183         return 0;
184 }
185 #endif
186
187 #ifndef pmd_dirty
188 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
189 {
190         return 0;
191 }
192 #endif
193
194 /*
195  * A facility to provide lazy MMU batching.  This allows PTE updates and
196  * page invalidations to be delayed until a call to leave lazy MMU mode
197  * is issued.  Some architectures may benefit from doing this, and it is
198  * beneficial for both shadow and direct mode hypervisors, which may batch
199  * the PTE updates which happen during this window.  Note that using this
200  * interface requires that read hazards be removed from the code.  A read
201  * hazard could result in the direct mode hypervisor case, since the actual
202  * write to the page tables may not yet have taken place, so reads though
203  * a raw PTE pointer after it has been modified are not guaranteed to be
204  * up to date.  This mode can only be entered and left under the protection of
205  * the page table locks for all page tables which may be modified.  In the UP
206  * case, this is required so that preemption is disabled, and in the SMP case,
207  * it must synchronize the delayed page table writes properly on other CPUs.
208  */
209 #ifndef __HAVE_ARCH_ENTER_LAZY_MMU_MODE
210 #define arch_enter_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
211 #define arch_leave_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
212 #define arch_flush_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
213 #endif
214
215 #ifndef pte_batch_hint
216 /**
217  * pte_batch_hint - Number of pages that can be added to batch without scanning.
218  * @ptep: Page table pointer for the entry.
219  * @pte: Page table entry.
220  *
221  * Some architectures know that a set of contiguous ptes all map the same
222  * contiguous memory with the same permissions. In this case, it can provide a
223  * hint to aid pte batching without the core code needing to scan every pte.
224  *
225  * An architecture implementation may ignore the PTE accessed state. Further,
226  * the dirty state must apply atomically to all the PTEs described by the hint.
227  *
228  * May be overridden by the architecture, else pte_batch_hint is always 1.
229  */
230 static inline unsigned int pte_batch_hint(pte_t *ptep, pte_t pte)
231 {
232         return 1;
233 }
234 #endif
235
236 #ifndef pte_advance_pfn
237 static inline pte_t pte_advance_pfn(pte_t pte, unsigned long nr)
238 {
239         return __pte(pte_val(pte) + (nr << PFN_PTE_SHIFT));
240 }
241 #endif
242
243 #define pte_next_pfn(pte) pte_advance_pfn(pte, 1)
244
245 #ifndef set_ptes
246 /**
247  * set_ptes - Map consecutive pages to a contiguous range of addresses.
248  * @mm: Address space to map the pages into.
249  * @addr: Address to map the first page at.
250  * @ptep: Page table pointer for the first entry.
251  * @pte: Page table entry for the first page.
252  * @nr: Number of pages to map.
253  *
254  * When nr==1, initial state of pte may be present or not present, and new state
255  * may be present or not present. When nr>1, initial state of all ptes must be
256  * not present, and new state must be present.
257  *
258  * May be overridden by the architecture, or the architecture can define
259  * set_pte() and PFN_PTE_SHIFT.
260  *
261  * Context: The caller holds the page table lock.  The pages all belong
262  * to the same folio.  The PTEs are all in the same PMD.
263  */
264 static inline void set_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
265                 pte_t *ptep, pte_t pte, unsigned int nr)
266 {
267         page_table_check_ptes_set(mm, ptep, pte, nr);
268
269         arch_enter_lazy_mmu_mode();
270         for (;;) {
271                 set_pte(ptep, pte);
272                 if (--nr == 0)
273                         break;
274                 ptep++;
275                 pte = pte_next_pfn(pte);
276         }
277         arch_leave_lazy_mmu_mode();
278 }
279 #endif
280 #define set_pte_at(mm, addr, ptep, pte) set_ptes(mm, addr, ptep, pte, 1)
281
282 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
283 extern int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
284                                  unsigned long address, pte_t *ptep,
285                                  pte_t entry, int dirty);
286 #endif
287
288 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
289 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
290 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
291                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
292                                  pmd_t entry, int dirty);
293 extern int pudp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
294                                  unsigned long address, pud_t *pudp,
295                                  pud_t entry, int dirty);
296 #else
297 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
298                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
299                                         pmd_t entry, int dirty)
300 {
301         BUILD_BUG();
302         return 0;
303 }
304 static inline int pudp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
305                                         unsigned long address, pud_t *pudp,
306                                         pud_t entry, int dirty)
307 {
308         BUILD_BUG();
309         return 0;
310 }
311 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
312 #endif
313
314 #ifndef ptep_get
315 static inline pte_t ptep_get(pte_t *ptep)
316 {
317         return READ_ONCE(*ptep);
318 }
319 #endif
320
321 #ifndef pmdp_get
322 static inline pmd_t pmdp_get(pmd_t *pmdp)
323 {
324         return READ_ONCE(*pmdp);
325 }
326 #endif
327
328 #ifndef pudp_get
329 static inline pud_t pudp_get(pud_t *pudp)
330 {
331         return READ_ONCE(*pudp);
332 }
333 #endif
334
335 #ifndef p4dp_get
336 static inline p4d_t p4dp_get(p4d_t *p4dp)
337 {
338         return READ_ONCE(*p4dp);
339 }
340 #endif
341
342 #ifndef pgdp_get
343 static inline pgd_t pgdp_get(pgd_t *pgdp)
344 {
345         return READ_ONCE(*pgdp);
346 }
347 #endif
348
349 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
350 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
351                                             unsigned long address,
352                                             pte_t *ptep)
353 {
354         pte_t pte = ptep_get(ptep);
355         int r = 1;
356         if (!pte_young(pte))
357                 r = 0;
358         else
359                 set_pte_at(vma->vm_mm, address, ptep, pte_mkold(pte));
360         return r;
361 }
362 #endif
363
364 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
365 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG)
366 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
367                                             unsigned long address,
368                                             pmd_t *pmdp)
369 {
370         pmd_t pmd = *pmdp;
371         int r = 1;
372         if (!pmd_young(pmd))
373                 r = 0;
374         else
375                 set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, pmd_mkold(pmd));
376         return r;
377 }
378 #else
379 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
380                                             unsigned long address,
381                                             pmd_t *pmdp)
382 {
383         BUILD_BUG();
384         return 0;
385 }
386 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG */
387 #endif
388
389 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
390 int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
391                            unsigned long address, pte_t *ptep);
392 #endif
393
394 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
395 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
396 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
397                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
398 #else
399 /*
400  * Despite relevant to THP only, this API is called from generic rmap code
401  * under PageTransHuge(), hence needs a dummy implementation for !THP
402  */
403 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
404                                          unsigned long address, pmd_t *pmdp)
405 {
406         BUILD_BUG();
407         return 0;
408 }
409 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
410 #endif
411
412 #ifndef arch_has_hw_nonleaf_pmd_young
413 /*
414  * Return whether the accessed bit in non-leaf PMD entries is supported on the
415  * local CPU.
416  */
417 static inline bool arch_has_hw_nonleaf_pmd_young(void)
418 {
419         return IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG);
420 }
421 #endif
422
423 #ifndef arch_has_hw_pte_young
424 /*
425  * Return whether the accessed bit is supported on the local CPU.
426  *
427  * This stub assumes accessing through an old PTE triggers a page fault.
428  * Architectures that automatically set the access bit should overwrite it.
429  */
430 static inline bool arch_has_hw_pte_young(void)
431 {
432         return IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_HW_PTE_YOUNG);
433 }
434 #endif
435
436 #ifndef arch_check_zapped_pte
437 static inline void arch_check_zapped_pte(struct vm_area_struct *vma,
438                                          pte_t pte)
439 {
440 }
441 #endif
442
443 #ifndef arch_check_zapped_pmd
444 static inline void arch_check_zapped_pmd(struct vm_area_struct *vma,
445                                          pmd_t pmd)
446 {
447 }
448 #endif
449
450 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
451 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
452                                        unsigned long address,
453                                        pte_t *ptep)
454 {
455         pte_t pte = ptep_get(ptep);
456         pte_clear(mm, address, ptep);
457         page_table_check_pte_clear(mm, pte);
458         return pte;
459 }
460 #endif
461
462 static inline void ptep_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
463                               pte_t *ptep)
464 {
465         ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
466 }
467
468 #ifdef CONFIG_GUP_GET_PXX_LOW_HIGH
469 /*
470  * For walking the pagetables without holding any locks.  Some architectures
471  * (eg x86-32 PAE) cannot load the entries atomically without using expensive
472  * instructions.  We are guaranteed that a PTE will only either go from not
473  * present to present, or present to not present -- it will not switch to a
474  * completely different present page without a TLB flush inbetween; which we
475  * are blocking by holding interrupts off.
476  *
477  * Setting ptes from not present to present goes:
478  *
479  *   ptep->pte_high = h;
480  *   smp_wmb();
481  *   ptep->pte_low = l;
482  *
483  * And present to not present goes:
484  *
485  *   ptep->pte_low = 0;
486  *   smp_wmb();
487  *   ptep->pte_high = 0;
488  *
489  * We must ensure here that the load of pte_low sees 'l' IFF pte_high sees 'h'.
490  * We load pte_high *after* loading pte_low, which ensures we don't see an older
491  * value of pte_high.  *Then* we recheck pte_low, which ensures that we haven't
492  * picked up a changed pte high. We might have gotten rubbish values from
493  * pte_low and pte_high, but we are guaranteed that pte_low will not have the
494  * present bit set *unless* it is 'l'. Because get_user_pages_fast() only
495  * operates on present ptes we're safe.
496  */
497 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
498 {
499         pte_t pte;
500
501         do {
502                 pte.pte_low = ptep->pte_low;
503                 smp_rmb();
504                 pte.pte_high = ptep->pte_high;
505                 smp_rmb();
506         } while (unlikely(pte.pte_low != ptep->pte_low));
507
508         return pte;
509 }
510 #define ptep_get_lockless ptep_get_lockless
511
512 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
513 static inline pmd_t pmdp_get_lockless(pmd_t *pmdp)
514 {
515         pmd_t pmd;
516
517         do {
518                 pmd.pmd_low = pmdp->pmd_low;
519                 smp_rmb();
520                 pmd.pmd_high = pmdp->pmd_high;
521                 smp_rmb();
522         } while (unlikely(pmd.pmd_low != pmdp->pmd_low));
523
524         return pmd;
525 }
526 #define pmdp_get_lockless pmdp_get_lockless
527 #define pmdp_get_lockless_sync() tlb_remove_table_sync_one()
528 #endif /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2 */
529 #endif /* CONFIG_GUP_GET_PXX_LOW_HIGH */
530
531 /*
532  * We require that the PTE can be read atomically.
533  */
534 #ifndef ptep_get_lockless
535 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
536 {
537         return ptep_get(ptep);
538 }
539 #endif
540
541 #ifndef pmdp_get_lockless
542 static inline pmd_t pmdp_get_lockless(pmd_t *pmdp)
543 {
544         return pmdp_get(pmdp);
545 }
546 static inline void pmdp_get_lockless_sync(void)
547 {
548 }
549 #endif
550
551 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
552 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
553 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
554                                             unsigned long address,
555                                             pmd_t *pmdp)
556 {
557         pmd_t pmd = *pmdp;
558
559         pmd_clear(pmdp);
560         page_table_check_pmd_clear(mm, pmd);
561
562         return pmd;
563 }
564 #endif /* __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR */
565 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
566 static inline pud_t pudp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
567                                             unsigned long address,
568                                             pud_t *pudp)
569 {
570         pud_t pud = *pudp;
571
572         pud_clear(pudp);
573         page_table_check_pud_clear(mm, pud);
574
575         return pud;
576 }
577 #endif /* __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR */
578 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
579
580 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
581 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
582 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct vm_area_struct *vma,
583                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp,
584                                             int full)
585 {
586         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
587 }
588 #endif
589
590 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
591 static inline pud_t pudp_huge_get_and_clear_full(struct vm_area_struct *vma,
592                                             unsigned long address, pud_t *pudp,
593                                             int full)
594 {
595         return pudp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pudp);
596 }
597 #endif
598 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
599
600 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
601 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
602                                             unsigned long address, pte_t *ptep,
603                                             int full)
604 {
605         return ptep_get_and_clear(mm, address, ptep);
606 }
607 #endif
608
609 #ifndef get_and_clear_full_ptes
610 /**
611  * get_and_clear_full_ptes - Clear present PTEs that map consecutive pages of
612  *                           the same folio, collecting dirty/accessed bits.
613  * @mm: Address space the pages are mapped into.
614  * @addr: Address the first page is mapped at.
615  * @ptep: Page table pointer for the first entry.
616  * @nr: Number of entries to clear.
617  * @full: Whether we are clearing a full mm.
618  *
619  * May be overridden by the architecture; otherwise, implemented as a simple
620  * loop over ptep_get_and_clear_full(), merging dirty/accessed bits into the
621  * returned PTE.
622  *
623  * Note that PTE bits in the PTE range besides the PFN can differ. For example,
624  * some PTEs might be write-protected.
625  *
626  * Context: The caller holds the page table lock.  The PTEs map consecutive
627  * pages that belong to the same folio.  The PTEs are all in the same PMD.
628  */
629 static inline pte_t get_and_clear_full_ptes(struct mm_struct *mm,
630                 unsigned long addr, pte_t *ptep, unsigned int nr, int full)
631 {
632         pte_t pte, tmp_pte;
633
634         pte = ptep_get_and_clear_full(mm, addr, ptep, full);
635         while (--nr) {
636                 ptep++;
637                 addr += PAGE_SIZE;
638                 tmp_pte = ptep_get_and_clear_full(mm, addr, ptep, full);
639                 if (pte_dirty(tmp_pte))
640                         pte = pte_mkdirty(pte);
641                 if (pte_young(tmp_pte))
642                         pte = pte_mkyoung(pte);
643         }
644         return pte;
645 }
646 #endif
647
648 #ifndef clear_full_ptes
649 /**
650  * clear_full_ptes - Clear present PTEs that map consecutive pages of the same
651  *                   folio.
652  * @mm: Address space the pages are mapped into.
653  * @addr: Address the first page is mapped at.
654  * @ptep: Page table pointer for the first entry.
655  * @nr: Number of entries to clear.
656  * @full: Whether we are clearing a full mm.
657  *
658  * May be overridden by the architecture; otherwise, implemented as a simple
659  * loop over ptep_get_and_clear_full().
660  *
661  * Note that PTE bits in the PTE range besides the PFN can differ. For example,
662  * some PTEs might be write-protected.
663  *
664  * Context: The caller holds the page table lock.  The PTEs map consecutive
665  * pages that belong to the same folio.  The PTEs are all in the same PMD.
666  */
667 static inline void clear_full_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
668                 pte_t *ptep, unsigned int nr, int full)
669 {
670         for (;;) {
671                 ptep_get_and_clear_full(mm, addr, ptep, full);
672                 if (--nr == 0)
673                         break;
674                 ptep++;
675                 addr += PAGE_SIZE;
676         }
677 }
678 #endif
679
680 /*
681  * If two threads concurrently fault at the same page, the thread that
682  * won the race updates the PTE and its local TLB/Cache. The other thread
683  * gives up, simply does nothing, and continues; on architectures where
684  * software can update TLB,  local TLB can be updated here to avoid next page
685  * fault. This function updates TLB only, do nothing with cache or others.
686  * It is the difference with function update_mmu_cache.
687  */
688 #ifndef __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
689 static inline void update_mmu_tlb(struct vm_area_struct *vma,
690                                 unsigned long address, pte_t *ptep)
691 {
692 }
693 #define __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
694 #endif
695
696 /*
697  * Some architectures may be able to avoid expensive synchronization
698  * primitives when modifications are made to PTE's which are already
699  * not present, or in the process of an address space destruction.
700  */
701 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_CLEAR_NOT_PRESENT_FULL
702 static inline void pte_clear_not_present_full(struct mm_struct *mm,
703                                               unsigned long address,
704                                               pte_t *ptep,
705                                               int full)
706 {
707         pte_clear(mm, address, ptep);
708 }
709 #endif
710
711 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
712 extern pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
713                               unsigned long address,
714                               pte_t *ptep);
715 #endif
716
717 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
718 extern pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
719                               unsigned long address,
720                               pmd_t *pmdp);
721 extern pud_t pudp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
722                               unsigned long address,
723                               pud_t *pudp);
724 #endif
725
726 #ifndef pte_mkwrite
727 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
728 {
729         return pte_mkwrite_novma(pte);
730 }
731 #endif
732
733 #if defined(CONFIG_ARCH_WANT_PMD_MKWRITE) && !defined(pmd_mkwrite)
734 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd, struct vm_area_struct *vma)
735 {
736         return pmd_mkwrite_novma(pmd);
737 }
738 #endif
739
740 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
741 struct mm_struct;
742 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long address, pte_t *ptep)
743 {
744         pte_t old_pte = ptep_get(ptep);
745         set_pte_at(mm, address, ptep, pte_wrprotect(old_pte));
746 }
747 #endif
748
749 #ifndef wrprotect_ptes
750 /**
751  * wrprotect_ptes - Write-protect PTEs that map consecutive pages of the same
752  *                  folio.
753  * @mm: Address space the pages are mapped into.
754  * @addr: Address the first page is mapped at.
755  * @ptep: Page table pointer for the first entry.
756  * @nr: Number of entries to write-protect.
757  *
758  * May be overridden by the architecture; otherwise, implemented as a simple
759  * loop over ptep_set_wrprotect().
760  *
761  * Note that PTE bits in the PTE range besides the PFN can differ. For example,
762  * some PTEs might be write-protected.
763  *
764  * Context: The caller holds the page table lock.  The PTEs map consecutive
765  * pages that belong to the same folio.  The PTEs are all in the same PMD.
766  */
767 static inline void wrprotect_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
768                 pte_t *ptep, unsigned int nr)
769 {
770         for (;;) {
771                 ptep_set_wrprotect(mm, addr, ptep);
772                 if (--nr == 0)
773                         break;
774                 ptep++;
775                 addr += PAGE_SIZE;
776         }
777 }
778 #endif
779
780 /*
781  * On some architectures hardware does not set page access bit when accessing
782  * memory page, it is responsibility of software setting this bit. It brings
783  * out extra page fault penalty to track page access bit. For optimization page
784  * access bit can be set during all page fault flow on these arches.
785  * To be differentiate with macro pte_mkyoung, this macro is used on platforms
786  * where software maintains page access bit.
787  */
788 #ifndef pte_sw_mkyoung
789 static inline pte_t pte_sw_mkyoung(pte_t pte)
790 {
791         return pte;
792 }
793 #define pte_sw_mkyoung  pte_sw_mkyoung
794 #endif
795
796 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
797 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
798 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
799                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
800 {
801         pmd_t old_pmd = *pmdp;
802         set_pmd_at(mm, address, pmdp, pmd_wrprotect(old_pmd));
803 }
804 #else
805 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
806                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
807 {
808         BUILD_BUG();
809 }
810 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
811 #endif
812 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_SET_WRPROTECT
813 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD
814 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
815 static inline void pudp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
816                                       unsigned long address, pud_t *pudp)
817 {
818         pud_t old_pud = *pudp;
819
820         set_pud_at(mm, address, pudp, pud_wrprotect(old_pud));
821 }
822 #else
823 static inline void pudp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
824                                       unsigned long address, pud_t *pudp)
825 {
826         BUILD_BUG();
827 }
828 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
829 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD */
830 #endif
831
832 #ifndef pmdp_collapse_flush
833 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
834 extern pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
835                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp);
836 #else
837 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
838                                         unsigned long address,
839                                         pmd_t *pmdp)
840 {
841         BUILD_BUG();
842         return *pmdp;
843 }
844 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
845 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
846 #endif
847
848 #ifndef __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
849 extern void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
850                                        pgtable_t pgtable);
851 #endif
852
853 #ifndef __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
854 extern pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
855 #endif
856
857 #ifndef arch_needs_pgtable_deposit
858 #define arch_needs_pgtable_deposit() (false)
859 #endif
860
861 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
862 /*
863  * This is an implementation of pmdp_establish() that is only suitable for an
864  * architecture that doesn't have hardware dirty/accessed bits. In this case we
865  * can't race with CPU which sets these bits and non-atomic approach is fine.
866  */
867 static inline pmd_t generic_pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
868                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
869 {
870         pmd_t old_pmd = *pmdp;
871         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, pmd);
872         return old_pmd;
873 }
874 #endif
875
876 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
877 extern pmd_t pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
878                             pmd_t *pmdp);
879 #endif
880
881 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE_AD
882
883 /*
884  * pmdp_invalidate_ad() invalidates the PMD while changing a transparent
885  * hugepage mapping in the page tables. This function is similar to
886  * pmdp_invalidate(), but should only be used if the access and dirty bits would
887  * not be cleared by the software in the new PMD value. The function ensures
888  * that hardware changes of the access and dirty bits updates would not be lost.
889  *
890  * Doing so can allow in certain architectures to avoid a TLB flush in most
891  * cases. Yet, another TLB flush might be necessary later if the PMD update
892  * itself requires such flush (e.g., if protection was set to be stricter). Yet,
893  * even when a TLB flush is needed because of the update, the caller may be able
894  * to batch these TLB flushing operations, so fewer TLB flush operations are
895  * needed.
896  */
897 extern pmd_t pmdp_invalidate_ad(struct vm_area_struct *vma,
898                                 unsigned long address, pmd_t *pmdp);
899 #endif
900
901 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_SAME
902 static inline int pte_same(pte_t pte_a, pte_t pte_b)
903 {
904         return pte_val(pte_a) == pte_val(pte_b);
905 }
906 #endif
907
908 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
909 /*
910  * Some architectures provide facilities to virtualization guests
911  * so that they can flag allocated pages as unused. This allows the
912  * host to transparently reclaim unused pages. This function returns
913  * whether the pte's page is unused.
914  */
915 static inline int pte_unused(pte_t pte)
916 {
917         return 0;
918 }
919 #endif
920
921 #ifndef pte_access_permitted
922 #define pte_access_permitted(pte, write) \
923         (pte_present(pte) && (!(write) || pte_write(pte)))
924 #endif
925
926 #ifndef pmd_access_permitted
927 #define pmd_access_permitted(pmd, write) \
928         (pmd_present(pmd) && (!(write) || pmd_write(pmd)))
929 #endif
930
931 #ifndef pud_access_permitted
932 #define pud_access_permitted(pud, write) \
933         (pud_present(pud) && (!(write) || pud_write(pud)))
934 #endif
935
936 #ifndef p4d_access_permitted
937 #define p4d_access_permitted(p4d, write) \
938         (p4d_present(p4d) && (!(write) || p4d_write(p4d)))
939 #endif
940
941 #ifndef pgd_access_permitted
942 #define pgd_access_permitted(pgd, write) \
943         (pgd_present(pgd) && (!(write) || pgd_write(pgd)))
944 #endif
945
946 #ifndef __HAVE_ARCH_PMD_SAME
947 static inline int pmd_same(pmd_t pmd_a, pmd_t pmd_b)
948 {
949         return pmd_val(pmd_a) == pmd_val(pmd_b);
950 }
951 #endif
952
953 #ifndef pud_same
954 static inline int pud_same(pud_t pud_a, pud_t pud_b)
955 {
956         return pud_val(pud_a) == pud_val(pud_b);
957 }
958 #define pud_same pud_same
959 #endif
960
961 #ifndef __HAVE_ARCH_P4D_SAME
962 static inline int p4d_same(p4d_t p4d_a, p4d_t p4d_b)
963 {
964         return p4d_val(p4d_a) == p4d_val(p4d_b);
965 }
966 #endif
967
968 #ifndef __HAVE_ARCH_PGD_SAME
969 static inline int pgd_same(pgd_t pgd_a, pgd_t pgd_b)
970 {
971         return pgd_val(pgd_a) == pgd_val(pgd_b);
972 }
973 #endif
974
975 /*
976  * Use set_p*_safe(), and elide TLB flushing, when confident that *no*
977  * TLB flush will be required as a result of the "set". For example, use
978  * in scenarios where it is known ahead of time that the routine is
979  * setting non-present entries, or re-setting an existing entry to the
980  * same value. Otherwise, use the typical "set" helpers and flush the
981  * TLB.
982  */
983 #define set_pte_safe(ptep, pte) \
984 ({ \
985         WARN_ON_ONCE(pte_present(*ptep) && !pte_same(*ptep, pte)); \
986         set_pte(ptep, pte); \
987 })
988
989 #define set_pmd_safe(pmdp, pmd) \
990 ({ \
991         WARN_ON_ONCE(pmd_present(*pmdp) && !pmd_same(*pmdp, pmd)); \
992         set_pmd(pmdp, pmd); \
993 })
994
995 #define set_pud_safe(pudp, pud) \
996 ({ \
997         WARN_ON_ONCE(pud_present(*pudp) && !pud_same(*pudp, pud)); \
998         set_pud(pudp, pud); \
999 })
1000
1001 #define set_p4d_safe(p4dp, p4d) \
1002 ({ \
1003         WARN_ON_ONCE(p4d_present(*p4dp) && !p4d_same(*p4dp, p4d)); \
1004         set_p4d(p4dp, p4d); \
1005 })
1006
1007 #define set_pgd_safe(pgdp, pgd) \
1008 ({ \
1009         WARN_ON_ONCE(pgd_present(*pgdp) && !pgd_same(*pgdp, pgd)); \
1010         set_pgd(pgdp, pgd); \
1011 })
1012
1013 #ifndef __HAVE_ARCH_DO_SWAP_PAGE
1014 /*
1015  * Some architectures support metadata associated with a page. When a
1016  * page is being swapped out, this metadata must be saved so it can be
1017  * restored when the page is swapped back in. SPARC M7 and newer
1018  * processors support an ADI (Application Data Integrity) tag for the
1019  * page as metadata for the page. arch_do_swap_page() can restore this
1020  * metadata when a page is swapped back in.
1021  */
1022 static inline void arch_do_swap_page(struct mm_struct *mm,
1023                                      struct vm_area_struct *vma,
1024                                      unsigned long addr,
1025                                      pte_t pte, pte_t oldpte)
1026 {
1027
1028 }
1029 #endif
1030
1031 #ifndef __HAVE_ARCH_UNMAP_ONE
1032 /*
1033  * Some architectures support metadata associated with a page. When a
1034  * page is being swapped out, this metadata must be saved so it can be
1035  * restored when the page is swapped back in. SPARC M7 and newer
1036  * processors support an ADI (Application Data Integrity) tag for the
1037  * page as metadata for the page. arch_unmap_one() can save this
1038  * metadata on a swap-out of a page.
1039  */
1040 static inline int arch_unmap_one(struct mm_struct *mm,
1041                                   struct vm_area_struct *vma,
1042                                   unsigned long addr,
1043                                   pte_t orig_pte)
1044 {
1045         return 0;
1046 }
1047 #endif
1048
1049 /*
1050  * Allow architectures to preserve additional metadata associated with
1051  * swapped-out pages. The corresponding __HAVE_ARCH_SWAP_* macros and function
1052  * prototypes must be defined in the arch-specific asm/pgtable.h file.
1053  */
1054 #ifndef __HAVE_ARCH_PREPARE_TO_SWAP
1055 static inline int arch_prepare_to_swap(struct page *page)
1056 {
1057         return 0;
1058 }
1059 #endif
1060
1061 #ifndef __HAVE_ARCH_SWAP_INVALIDATE
1062 static inline void arch_swap_invalidate_page(int type, pgoff_t offset)
1063 {
1064 }
1065
1066 static inline void arch_swap_invalidate_area(int type)
1067 {
1068 }
1069 #endif
1070
1071 #ifndef __HAVE_ARCH_SWAP_RESTORE
1072 static inline void arch_swap_restore(swp_entry_t entry, struct folio *folio)
1073 {
1074 }
1075 #endif
1076
1077 #ifndef __HAVE_ARCH_PGD_OFFSET_GATE
1078 #define pgd_offset_gate(mm, addr)       pgd_offset(mm, addr)
1079 #endif
1080
1081 #ifndef __HAVE_ARCH_MOVE_PTE
1082 #define move_pte(pte, prot, old_addr, new_addr) (pte)
1083 #endif
1084
1085 #ifndef pte_accessible
1086 # define pte_accessible(mm, pte)        ((void)(pte), 1)
1087 #endif
1088
1089 #ifndef flush_tlb_fix_spurious_fault
1090 #define flush_tlb_fix_spurious_fault(vma, address, ptep) flush_tlb_page(vma, address)
1091 #endif
1092
1093 /*
1094  * When walking page tables, get the address of the next boundary,
1095  * or the end address of the range if that comes earlier.  Although no
1096  * vma end wraps to 0, rounded up __boundary may wrap to 0 throughout.
1097  */
1098
1099 #define pgd_addr_end(addr, end)                                         \
1100 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK;  \
1101         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
1102 })
1103
1104 #ifndef p4d_addr_end
1105 #define p4d_addr_end(addr, end)                                         \
1106 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + P4D_SIZE) & P4D_MASK;      \
1107         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
1108 })
1109 #endif
1110
1111 #ifndef pud_addr_end
1112 #define pud_addr_end(addr, end)                                         \
1113 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PUD_SIZE) & PUD_MASK;      \
1114         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
1115 })
1116 #endif
1117
1118 #ifndef pmd_addr_end
1119 #define pmd_addr_end(addr, end)                                         \
1120 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PMD_SIZE) & PMD_MASK;      \
1121         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
1122 })
1123 #endif
1124
1125 /*
1126  * When walking page tables, we usually want to skip any p?d_none entries;
1127  * and any p?d_bad entries - reporting the error before resetting to none.
1128  * Do the tests inline, but report and clear the bad entry in mm/memory.c.
1129  */
1130 void pgd_clear_bad(pgd_t *);
1131
1132 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1133 void p4d_clear_bad(p4d_t *);
1134 #else
1135 #define p4d_clear_bad(p4d)        do { } while (0)
1136 #endif
1137
1138 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1139 void pud_clear_bad(pud_t *);
1140 #else
1141 #define pud_clear_bad(p4d)        do { } while (0)
1142 #endif
1143
1144 void pmd_clear_bad(pmd_t *);
1145
1146 static inline int pgd_none_or_clear_bad(pgd_t *pgd)
1147 {
1148         if (pgd_none(*pgd))
1149                 return 1;
1150         if (unlikely(pgd_bad(*pgd))) {
1151                 pgd_clear_bad(pgd);
1152                 return 1;
1153         }
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 static inline int p4d_none_or_clear_bad(p4d_t *p4d)
1158 {
1159         if (p4d_none(*p4d))
1160                 return 1;
1161         if (unlikely(p4d_bad(*p4d))) {
1162                 p4d_clear_bad(p4d);
1163                 return 1;
1164         }
1165         return 0;
1166 }
1167
1168 static inline int pud_none_or_clear_bad(pud_t *pud)
1169 {
1170         if (pud_none(*pud))
1171                 return 1;
1172         if (unlikely(pud_bad(*pud))) {
1173                 pud_clear_bad(pud);
1174                 return 1;
1175         }
1176         return 0;
1177 }
1178
1179 static inline int pmd_none_or_clear_bad(pmd_t *pmd)
1180 {
1181         if (pmd_none(*pmd))
1182                 return 1;
1183         if (unlikely(pmd_bad(*pmd))) {
1184                 pmd_clear_bad(pmd);
1185                 return 1;
1186         }
1187         return 0;
1188 }
1189
1190 static inline pte_t __ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
1191                                              unsigned long addr,
1192                                              pte_t *ptep)
1193 {
1194         /*
1195          * Get the current pte state, but zero it out to make it
1196          * non-present, preventing the hardware from asynchronously
1197          * updating it.
1198          */
1199         return ptep_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, ptep);
1200 }
1201
1202 static inline void __ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
1203                                              unsigned long addr,
1204                                              pte_t *ptep, pte_t pte)
1205 {
1206         /*
1207          * The pte is non-present, so there's no hardware state to
1208          * preserve.
1209          */
1210         set_pte_at(vma->vm_mm, addr, ptep, pte);
1211 }
1212
1213 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1214 /*
1215  * Start a pte protection read-modify-write transaction, which
1216  * protects against asynchronous hardware modifications to the pte.
1217  * The intention is not to prevent the hardware from making pte
1218  * updates, but to prevent any updates it may make from being lost.
1219  *
1220  * This does not protect against other software modifications of the
1221  * pte; the appropriate pte lock must be held over the transaction.
1222  *
1223  * Note that this interface is intended to be batchable, meaning that
1224  * ptep_modify_prot_commit may not actually update the pte, but merely
1225  * queue the update to be done at some later time.  The update must be
1226  * actually committed before the pte lock is released, however.
1227  */
1228 static inline pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
1229                                            unsigned long addr,
1230                                            pte_t *ptep)
1231 {
1232         return __ptep_modify_prot_start(vma, addr, ptep);
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Commit an update to a pte, leaving any hardware-controlled bits in
1237  * the PTE unmodified.
1238  */
1239 static inline void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
1240                                            unsigned long addr,
1241                                            pte_t *ptep, pte_t old_pte, pte_t pte)
1242 {
1243         __ptep_modify_prot_commit(vma, addr, ptep, pte);
1244 }
1245 #endif /* __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION */
1246 #endif /* CONFIG_MMU */
1247
1248 /*
1249  * No-op macros that just return the current protection value. Defined here
1250  * because these macros can be used even if CONFIG_MMU is not defined.
1251  */
1252
1253 #ifndef pgprot_nx
1254 #define pgprot_nx(prot) (prot)
1255 #endif
1256
1257 #ifndef pgprot_noncached
1258 #define pgprot_noncached(prot)  (prot)
1259 #endif
1260
1261 #ifndef pgprot_writecombine
1262 #define pgprot_writecombine pgprot_noncached
1263 #endif
1264
1265 #ifndef pgprot_writethrough
1266 #define pgprot_writethrough pgprot_noncached
1267 #endif
1268
1269 #ifndef pgprot_device
1270 #define pgprot_device pgprot_noncached
1271 #endif
1272
1273 #ifndef pgprot_mhp
1274 #define pgprot_mhp(prot)        (prot)
1275 #endif
1276
1277 #ifdef CONFIG_MMU
1278 #ifndef pgprot_modify
1279 #define pgprot_modify pgprot_modify
1280 static inline pgprot_t pgprot_modify(pgprot_t oldprot, pgprot_t newprot)
1281 {
1282         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_noncached(oldprot)))
1283                 newprot = pgprot_noncached(newprot);
1284         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_writecombine(oldprot)))
1285                 newprot = pgprot_writecombine(newprot);
1286         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_device(oldprot)))
1287                 newprot = pgprot_device(newprot);
1288         return newprot;
1289 }
1290 #endif
1291 #endif /* CONFIG_MMU */
1292
1293 #ifndef pgprot_encrypted
1294 #define pgprot_encrypted(prot)  (prot)
1295 #endif
1296
1297 #ifndef pgprot_decrypted
1298 #define pgprot_decrypted(prot)  (prot)
1299 #endif
1300
1301 /*
1302  * A facility to provide batching of the reload of page tables and
1303  * other process state with the actual context switch code for
1304  * paravirtualized guests.  By convention, only one of the batched
1305  * update (lazy) modes (CPU, MMU) should be active at any given time,
1306  * entry should never be nested, and entry and exits should always be
1307  * paired.  This is for sanity of maintaining and reasoning about the
1308  * kernel code.  In this case, the exit (end of the context switch) is
1309  * in architecture-specific code, and so doesn't need a generic
1310  * definition.
1311  */
1312 #ifndef __HAVE_ARCH_START_CONTEXT_SWITCH
1313 #define arch_start_context_switch(prev) do {} while (0)
1314 #endif
1315
1316 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY
1317 #ifndef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1318 static inline pmd_t pmd_swp_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1319 {
1320         return pmd;
1321 }
1322
1323 static inline int pmd_swp_soft_dirty(pmd_t pmd)
1324 {
1325         return 0;
1326 }
1327
1328 static inline pmd_t pmd_swp_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1329 {
1330         return pmd;
1331 }
1332 #endif
1333 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY */
1334 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
1335 {
1336         return 0;
1337 }
1338
1339 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
1340 {
1341         return 0;
1342 }
1343
1344 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
1345 {
1346         return pte;
1347 }
1348
1349 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1350 {
1351         return pmd;
1352 }
1353
1354 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
1355 {
1356         return pte;
1357 }
1358
1359 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1360 {
1361         return pmd;
1362 }
1363
1364 static inline pte_t pte_swp_mksoft_dirty(pte_t pte)
1365 {
1366         return pte;
1367 }
1368
1369 static inline int pte_swp_soft_dirty(pte_t pte)
1370 {
1371         return 0;
1372 }
1373
1374 static inline pte_t pte_swp_clear_soft_dirty(pte_t pte)
1375 {
1376         return pte;
1377 }
1378
1379 static inline pmd_t pmd_swp_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1380 {
1381         return pmd;
1382 }
1383
1384 static inline int pmd_swp_soft_dirty(pmd_t pmd)
1385 {
1386         return 0;
1387 }
1388
1389 static inline pmd_t pmd_swp_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1390 {
1391         return pmd;
1392 }
1393 #endif
1394
1395 #ifndef __HAVE_PFNMAP_TRACKING
1396 /*
1397  * Interfaces that can be used by architecture code to keep track of
1398  * memory type of pfn mappings specified by the remap_pfn_range,
1399  * vmf_insert_pfn.
1400  */
1401
1402 /*
1403  * track_pfn_remap is called when a _new_ pfn mapping is being established
1404  * by remap_pfn_range() for physical range indicated by pfn and size.
1405  */
1406 static inline int track_pfn_remap(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1407                                   unsigned long pfn, unsigned long addr,
1408                                   unsigned long size)
1409 {
1410         return 0;
1411 }
1412
1413 /*
1414  * track_pfn_insert is called when a _new_ single pfn is established
1415  * by vmf_insert_pfn().
1416  */
1417 static inline void track_pfn_insert(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1418                                     pfn_t pfn)
1419 {
1420 }
1421
1422 /*
1423  * track_pfn_copy is called when vma that is covering the pfnmap gets
1424  * copied through copy_page_range().
1425  */
1426 static inline int track_pfn_copy(struct vm_area_struct *vma)
1427 {
1428         return 0;
1429 }
1430
1431 /*
1432  * untrack_pfn is called while unmapping a pfnmap for a region.
1433  * untrack can be called for a specific region indicated by pfn and size or
1434  * can be for the entire vma (in which case pfn, size are zero).
1435  */
1436 static inline void untrack_pfn(struct vm_area_struct *vma,
1437                                unsigned long pfn, unsigned long size,
1438                                bool mm_wr_locked)
1439 {
1440 }
1441
1442 /*
1443  * untrack_pfn_clear is called while mremapping a pfnmap for a new region
1444  * or fails to copy pgtable during duplicate vm area.
1445  */
1446 static inline void untrack_pfn_clear(struct vm_area_struct *vma)
1447 {
1448 }
1449 #else
1450 extern int track_pfn_remap(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1451                            unsigned long pfn, unsigned long addr,
1452                            unsigned long size);
1453 extern void track_pfn_insert(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1454                              pfn_t pfn);
1455 extern int track_pfn_copy(struct vm_area_struct *vma);
1456 extern void untrack_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long pfn,
1457                         unsigned long size, bool mm_wr_locked);
1458 extern void untrack_pfn_clear(struct vm_area_struct *vma);
1459 #endif
1460
1461 #ifdef CONFIG_MMU
1462 #ifdef __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
1463 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1464 {
1465         extern unsigned long zero_pfn;
1466         unsigned long offset_from_zero_pfn = pfn - zero_pfn;
1467         return offset_from_zero_pfn <= (zero_page_mask >> PAGE_SHIFT);
1468 }
1469
1470 #define my_zero_pfn(addr)       page_to_pfn(ZERO_PAGE(addr))
1471
1472 #else
1473 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1474 {
1475         extern unsigned long zero_pfn;
1476         return pfn == zero_pfn;
1477 }
1478
1479 static inline unsigned long my_zero_pfn(unsigned long addr)
1480 {
1481         extern unsigned long zero_pfn;
1482         return zero_pfn;
1483 }
1484 #endif
1485 #else
1486 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1487 {
1488         return 0;
1489 }
1490
1491 static inline unsigned long my_zero_pfn(unsigned long addr)
1492 {
1493         return 0;
1494 }
1495 #endif /* CONFIG_MMU */
1496
1497 #ifdef CONFIG_MMU
1498
1499 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1500 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1501 {
1502         return 0;
1503 }
1504 #ifndef pmd_write
1505 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
1506 {
1507         BUG();
1508         return 0;
1509 }
1510 #endif /* pmd_write */
1511 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1512
1513 #ifndef pud_write
1514 static inline int pud_write(pud_t pud)
1515 {
1516         BUG();
1517         return 0;
1518 }
1519 #endif /* pud_write */
1520
1521 #if !defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1522 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
1523 {
1524         return 0;
1525 }
1526 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
1527 {
1528         return 0;
1529 }
1530 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
1531 {
1532         return 0;
1533 }
1534 #endif
1535
1536 #if !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || \
1537         !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD)
1538 static inline int pud_trans_huge(pud_t pud)
1539 {
1540         return 0;
1541 }
1542 #endif
1543
1544 static inline int pud_trans_unstable(pud_t *pud)
1545 {
1546 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && \
1547         defined(CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD)
1548         pud_t pudval = READ_ONCE(*pud);
1549
1550         if (pud_none(pudval) || pud_trans_huge(pudval) || pud_devmap(pudval))
1551                 return 1;
1552         if (unlikely(pud_bad(pudval))) {
1553                 pud_clear_bad(pud);
1554                 return 1;
1555         }
1556 #endif
1557         return 0;
1558 }
1559
1560 #ifndef CONFIG_NUMA_BALANCING
1561 /*
1562  * In an inaccessible (PROT_NONE) VMA, pte_protnone() may indicate "yes". It is
1563  * perfectly valid to indicate "no" in that case, which is why our default
1564  * implementation defaults to "always no".
1565  *
1566  * In an accessible VMA, however, pte_protnone() reliably indicates PROT_NONE
1567  * page protection due to NUMA hinting. NUMA hinting faults only apply in
1568  * accessible VMAs.
1569  *
1570  * So, to reliably identify PROT_NONE PTEs that require a NUMA hinting fault,
1571  * looking at the VMA accessibility is sufficient.
1572  */
1573 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
1574 {
1575         return 0;
1576 }
1577
1578 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
1579 {
1580         return 0;
1581 }
1582 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1583
1584 #endif /* CONFIG_MMU */
1585
1586 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP
1587
1588 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1589 int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1590 void p4d_clear_huge(p4d_t *p4d);
1591 #else
1592 static inline int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1593 {
1594         return 0;
1595 }
1596 static inline void p4d_clear_huge(p4d_t *p4d) { }
1597 #endif /* !__PAGETABLE_P4D_FOLDED */
1598
1599 int pud_set_huge(pud_t *pud, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1600 int pmd_set_huge(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1601 int pud_clear_huge(pud_t *pud);
1602 int pmd_clear_huge(pmd_t *pmd);
1603 int p4d_free_pud_page(p4d_t *p4d, unsigned long addr);
1604 int pud_free_pmd_page(pud_t *pud, unsigned long addr);
1605 int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmd, unsigned long addr);
1606 #else   /* !CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
1607 static inline int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1608 {
1609         return 0;
1610 }
1611 static inline int pud_set_huge(pud_t *pud, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1612 {
1613         return 0;
1614 }
1615 static inline int pmd_set_huge(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1616 {
1617         return 0;
1618 }
1619 static inline void p4d_clear_huge(p4d_t *p4d) { }
1620 static inline int pud_clear_huge(pud_t *pud)
1621 {
1622         return 0;
1623 }
1624 static inline int pmd_clear_huge(pmd_t *pmd)
1625 {
1626         return 0;
1627 }
1628 static inline int p4d_free_pud_page(p4d_t *p4d, unsigned long addr)
1629 {
1630         return 0;
1631 }
1632 static inline int pud_free_pmd_page(pud_t *pud, unsigned long addr)
1633 {
1634         return 0;
1635 }
1636 static inline int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmd, unsigned long addr)
1637 {
1638         return 0;
1639 }
1640 #endif  /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
1641
1642 #ifndef __HAVE_ARCH_FLUSH_PMD_TLB_RANGE
1643 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1644 /*
1645  * ARCHes with special requirements for evicting THP backing TLB entries can
1646  * implement this. Otherwise also, it can help optimize normal TLB flush in
1647  * THP regime. Stock flush_tlb_range() typically has optimization to nuke the
1648  * entire TLB if flush span is greater than a threshold, which will
1649  * likely be true for a single huge page. Thus a single THP flush will
1650  * invalidate the entire TLB which is not desirable.
1651  * e.g. see arch/arc: flush_pmd_tlb_range
1652  */
1653 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     flush_tlb_range(vma, addr, end)
1654 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     flush_tlb_range(vma, addr, end)
1655 #else
1656 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     BUILD_BUG()
1657 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     BUILD_BUG()
1658 #endif
1659 #endif
1660
1661 struct file;
1662 int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long pfn,
1663                         unsigned long size, pgprot_t *vma_prot);
1664
1665 #ifndef CONFIG_X86_ESPFIX64
1666 static inline void init_espfix_bsp(void) { }
1667 #endif
1668
1669 extern void __init pgtable_cache_init(void);
1670
1671 #ifndef __HAVE_ARCH_PFN_MODIFY_ALLOWED
1672 static inline bool pfn_modify_allowed(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1673 {
1674         return true;
1675 }
1676
1677 static inline bool arch_has_pfn_modify_check(void)
1678 {
1679         return false;
1680 }
1681 #endif /* !_HAVE_ARCH_PFN_MODIFY_ALLOWED */
1682
1683 /*
1684  * Architecture PAGE_KERNEL_* fallbacks
1685  *
1686  * Some architectures don't define certain PAGE_KERNEL_* flags. This is either
1687  * because they really don't support them, or the port needs to be updated to
1688  * reflect the required functionality. Below are a set of relatively safe
1689  * fallbacks, as best effort, which we can count on in lieu of the architectures
1690  * not defining them on their own yet.
1691  */
1692
1693 #ifndef PAGE_KERNEL_RO
1694 # define PAGE_KERNEL_RO PAGE_KERNEL
1695 #endif
1696
1697 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1698 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1699 #endif
1700
1701 /*
1702  * Page Table Modification bits for pgtbl_mod_mask.
1703  *
1704  * These are used by the p?d_alloc_track*() set of functions an in the generic
1705  * vmalloc/ioremap code to track at which page-table levels entries have been
1706  * modified. Based on that the code can better decide when vmalloc and ioremap
1707  * mapping changes need to be synchronized to other page-tables in the system.
1708  */
1709 #define         __PGTBL_PGD_MODIFIED    0
1710 #define         __PGTBL_P4D_MODIFIED    1
1711 #define         __PGTBL_PUD_MODIFIED    2
1712 #define         __PGTBL_PMD_MODIFIED    3
1713 #define         __PGTBL_PTE_MODIFIED    4
1714
1715 #define         PGTBL_PGD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PGD_MODIFIED)
1716 #define         PGTBL_P4D_MODIFIED      BIT(__PGTBL_P4D_MODIFIED)
1717 #define         PGTBL_PUD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PUD_MODIFIED)
1718 #define         PGTBL_PMD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PMD_MODIFIED)
1719 #define         PGTBL_PTE_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PTE_MODIFIED)
1720
1721 /* Page-Table Modification Mask */
1722 typedef unsigned int pgtbl_mod_mask;
1723
1724 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1725
1726 #if !defined(MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS) && !defined(CONFIG_64BIT)
1727 #ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1728 /*
1729  * ZSMALLOC needs to know the highest PFN on 32-bit architectures
1730  * with physical address space extension, but falls back to
1731  * BITS_PER_LONG otherwise.
1732  */
1733 #error Missing MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS definition
1734 #else
1735 #define MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS 32
1736 #endif
1737 #endif
1738
1739 #ifndef has_transparent_hugepage
1740 #define has_transparent_hugepage() IS_BUILTIN(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1741 #endif
1742
1743 #ifndef has_transparent_pud_hugepage
1744 #define has_transparent_pud_hugepage() IS_BUILTIN(CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD)
1745 #endif
1746 /*
1747  * On some architectures it depends on the mm if the p4d/pud or pmd
1748  * layer of the page table hierarchy is folded or not.
1749  */
1750 #ifndef mm_p4d_folded
1751 #define mm_p4d_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_P4D_FOLDED)
1752 #endif
1753
1754 #ifndef mm_pud_folded
1755 #define mm_pud_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED)
1756 #endif
1757
1758 #ifndef mm_pmd_folded
1759 #define mm_pmd_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED)
1760 #endif
1761
1762 #ifndef p4d_offset_lockless
1763 #define p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, address) p4d_offset(&(pgd), address)
1764 #endif
1765 #ifndef pud_offset_lockless
1766 #define pud_offset_lockless(p4dp, p4d, address) pud_offset(&(p4d), address)
1767 #endif
1768 #ifndef pmd_offset_lockless
1769 #define pmd_offset_lockless(pudp, pud, address) pmd_offset(&(pud), address)
1770 #endif
1771
1772 /*
1773  * p?d_leaf() - true if this entry is a final mapping to a physical address.
1774  * This differs from p?d_huge() by the fact that they are always available (if
1775  * the architecture supports large pages at the appropriate level) even
1776  * if CONFIG_HUGETLB_PAGE is not defined.
1777  * Only meaningful when called on a valid entry.
1778  */
1779 #ifndef pgd_leaf
1780 #define pgd_leaf(x)     false
1781 #endif
1782 #ifndef p4d_leaf
1783 #define p4d_leaf(x)     false
1784 #endif
1785 #ifndef pud_leaf
1786 #define pud_leaf(x)     false
1787 #endif
1788 #ifndef pmd_leaf
1789 #define pmd_leaf(x)     false
1790 #endif
1791
1792 #ifndef pgd_leaf_size
1793 #define pgd_leaf_size(x) (1ULL << PGDIR_SHIFT)
1794 #endif
1795 #ifndef p4d_leaf_size
1796 #define p4d_leaf_size(x) P4D_SIZE
1797 #endif
1798 #ifndef pud_leaf_size
1799 #define pud_leaf_size(x) PUD_SIZE
1800 #endif
1801 #ifndef pmd_leaf_size
1802 #define pmd_leaf_size(x) PMD_SIZE
1803 #endif
1804 #ifndef pte_leaf_size
1805 #define pte_leaf_size(x) PAGE_SIZE
1806 #endif
1807
1808 /*
1809  * Some architectures have MMUs that are configurable or selectable at boot
1810  * time. These lead to variable PTRS_PER_x. For statically allocated arrays it
1811  * helps to have a static maximum value.
1812  */
1813
1814 #ifndef MAX_PTRS_PER_PTE
1815 #define MAX_PTRS_PER_PTE PTRS_PER_PTE
1816 #endif
1817
1818 #ifndef MAX_PTRS_PER_PMD
1819 #define MAX_PTRS_PER_PMD PTRS_PER_PMD
1820 #endif
1821
1822 #ifndef MAX_PTRS_PER_PUD
1823 #define MAX_PTRS_PER_PUD PTRS_PER_PUD
1824 #endif
1825
1826 #ifndef MAX_PTRS_PER_P4D
1827 #define MAX_PTRS_PER_P4D PTRS_PER_P4D
1828 #endif
1829
1830 /* description of effects of mapping type and prot in current implementation.
1831  * this is due to the limited x86 page protection hardware.  The expected
1832  * behavior is in parens:
1833  *
1834  * map_type     prot
1835  *              PROT_NONE       PROT_READ       PROT_WRITE      PROT_EXEC
1836  * MAP_SHARED   r: (no) no      r: (yes) yes    r: (no) yes     r: (no) yes
1837  *              w: (no) no      w: (no) no      w: (yes) yes    w: (no) no
1838  *              x: (no) no      x: (no) yes     x: (no) yes     x: (yes) yes
1839  *
1840  * MAP_PRIVATE  r: (no) no      r: (yes) yes    r: (no) yes     r: (no) yes
1841  *              w: (no) no      w: (no) no      w: (copy) copy  w: (no) no
1842  *              x: (no) no      x: (no) yes     x: (no) yes     x: (yes) yes
1843  *
1844  * On arm64, PROT_EXEC has the following behaviour for both MAP_SHARED and
1845  * MAP_PRIVATE (with Enhanced PAN supported):
1846  *                                                              r: (no) no
1847  *                                                              w: (no) no
1848  *                                                              x: (yes) yes
1849  */
1850 #define DECLARE_VM_GET_PAGE_PROT                                        \
1851 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)                       \
1852 {                                                                       \
1853                 return protection_map[vm_flags &                        \
1854                         (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | VM_SHARED)];    \
1855 }                                                                       \
1856 EXPORT_SYMBOL(vm_get_page_prot);
1857
1858 #endif /* _LINUX_PGTABLE_H */