arch/arm/include/asm/pgtable.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  *  arch/arm/include/asm/pgtable.h
   4  *
   5  *  Copyright (C) 1995-2002 Russell King
   6  */
   7 #ifndef _ASMARM_PGTABLE_H
   8 #define _ASMARM_PGTABLE_H
   9
  10 #include <linux/const.h>
  11 #include <asm/proc-fns.h>
  12
  13 #ifndef __ASSEMBLY__
  14 /*
  15  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
  16  * for zero-mapped memory areas etc..
  17  */
  18 extern struct page *empty_zero_page;
  19 #define ZERO_PAGE(vaddr)        (empty_zero_page)
  20 #endif
  21
  22 #ifndef CONFIG_MMU
  23
  24 #include <asm-generic/4level-fixup.h>
  25 #include <asm/pgtable-nommu.h>
  26
  27 #else
  28
  29 #define __ARCH_USE_5LEVEL_HACK
  30 #include <asm-generic/pgtable-nopud.h>
  31 #include <asm/memory.h>
  32 #include <asm/pgtable-hwdef.h>
  33
  34
  35 #include <asm/tlbflush.h>
  36
  37 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
  38 #include <asm/pgtable-3level.h>
  39 #else
  40 #include <asm/pgtable-2level.h>
  41 #endif
  42
  43 /*
  44  * Just any arbitrary offset to the start of the vmalloc VM area: the
  45  * current 8MB value just means that there will be a 8MB "hole" after the
  46  * physical memory until the kernel virtual memory starts.  That means that
  47  * any out-of-bounds memory accesses will hopefully be caught.
  48  * The vmalloc() routines leaves a hole of 4kB between each vmalloced
  49  * area for the same reason. ;)
  50  */
  51 #define VMALLOC_OFFSET          (8*1024*1024)
  52 #define VMALLOC_START           (((unsigned long)high_memory + VMALLOC_OFFSET) & ~(VMALLOC_OFFSET-1))
  53 #define VMALLOC_END             0xff800000UL
  54
  55 #define LIBRARY_TEXT_START      0x0c000000
  56
  57 #ifndef __ASSEMBLY__
  58 extern void __pte_error(const char *file, int line, pte_t);
  59 extern void __pmd_error(const char *file, int line, pmd_t);
  60 extern void __pgd_error(const char *file, int line, pgd_t);
  61
  62 #define pte_ERROR(pte)          __pte_error(__FILE__, __LINE__, pte)
  63 #define pmd_ERROR(pmd)          __pmd_error(__FILE__, __LINE__, pmd)
  64 #define pgd_ERROR(pgd)          __pgd_error(__FILE__, __LINE__, pgd)
  65
  66 /*
  67  * This is the lowest virtual address we can permit any user space
  68  * mapping to be mapped at.  This is particularly important for
  69  * non-high vector CPUs.
  70  */
  71 #define FIRST_USER_ADDRESS      (PAGE_SIZE * 2)
  72
  73 /*
  74  * Use TASK_SIZE as the ceiling argument for free_pgtables() and
  75  * free_pgd_range() to avoid freeing the modules pmd when LPAE is enabled (pmd
  76  * page shared between user and kernel).
  77  */
  78 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
  79 #define USER_PGTABLES_CEILING   TASK_SIZE
  80 #endif
  81
  82 /*
  83  * The pgprot_* and protection_map entries will be fixed up in runtime
  84  * to include the cachable and bufferable bits based on memory policy,
  85  * as well as any architecture dependent bits like global/ASID and SMP
  86  * shared mapping bits.
  87  */
  88 #define _L_PTE_DEFAULT  L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG
  89
  90 extern pgprot_t         pgprot_user;
  91 extern pgprot_t         pgprot_kernel;
  92 extern pgprot_t         pgprot_hyp_device;
  93 extern pgprot_t         pgprot_s2;
  94 extern pgprot_t         pgprot_s2_device;
  95
  96 #define _MOD_PROT(p, b) __pgprot(pgprot_val(p) | (b))
  97
  98 #define PAGE_NONE               _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_XN | L_PTE_RDONLY | L_PTE_NONE)
  99 #define PAGE_SHARED             _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_XN)
 100 #define PAGE_SHARED_EXEC        _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER)
 101 #define PAGE_COPY               _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
 102 #define PAGE_COPY_EXEC          _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY)
 103 #define PAGE_READONLY           _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
 104 #define PAGE_READONLY_EXEC      _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY)
 105 #define PAGE_KERNEL             _MOD_PROT(pgprot_kernel, L_PTE_XN)
 106 #define PAGE_KERNEL_EXEC        pgprot_kernel
 107 #define PAGE_HYP                _MOD_PROT(pgprot_kernel, L_PTE_HYP | L_PTE_XN)
 108 #define PAGE_HYP_EXEC           _MOD_PROT(pgprot_kernel, L_PTE_HYP | L_PTE_RDONLY)
 109 #define PAGE_HYP_RO             _MOD_PROT(pgprot_kernel, L_PTE_HYP | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
 110 #define PAGE_HYP_DEVICE         _MOD_PROT(pgprot_hyp_device, L_PTE_HYP)
 111 #define PAGE_S2                 _MOD_PROT(pgprot_s2, L_PTE_S2_RDONLY | L_PTE_XN)
 112 #define PAGE_S2_DEVICE          _MOD_PROT(pgprot_s2_device, L_PTE_S2_RDONLY | L_PTE_XN)
 113
 114 #define __PAGE_NONE             __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN | L_PTE_NONE)
 115 #define __PAGE_SHARED           __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_XN)
 116 #define __PAGE_SHARED_EXEC      __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER)
 117 #define __PAGE_COPY             __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
 118 #define __PAGE_COPY_EXEC        __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY)
 119 #define __PAGE_READONLY         __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
 120 #define __PAGE_READONLY_EXEC    __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY)
 121
 122 #define __pgprot_modify(prot,mask,bits)         \
 123         __pgprot((pgprot_val(prot) & ~(mask)) | (bits))
 124
 125 #define pgprot_noncached(prot) \
 126         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_UNCACHED)
 127
 128 #define pgprot_writecombine(prot) \
 129         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_BUFFERABLE)
 130
 131 #define pgprot_stronglyordered(prot) \
 132         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_UNCACHED)
 133
 134 #define pgprot_device(prot) \
 135         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_DEV_SHARED | L_PTE_SHARED | L_PTE_DIRTY | L_PTE_XN)
 136
 137 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_MEM_BUFFERABLE
 138 #define pgprot_dmacoherent(prot) \
 139         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_BUFFERABLE | L_PTE_XN)
 140 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
 141 struct file;
 142 extern pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
 143                                      unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
 144 #else
 145 #define pgprot_dmacoherent(prot) \
 146         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_UNCACHED | L_PTE_XN)
 147 #endif
 148
 149 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 150
 151 /*
 152  * The table below defines the page protection levels that we insert into our
 153  * Linux page table version.  These get translated into the best that the
 154  * architecture can perform.  Note that on most ARM hardware:
 155  *  1) We cannot do execute protection
 156  *  2) If we could do execute protection, then read is implied
 157  *  3) write implies read permissions
 158  */
 159 #define __P000  __PAGE_NONE
 160 #define __P001  __PAGE_READONLY
 161 #define __P010  __PAGE_COPY
 162 #define __P011  __PAGE_COPY
 163 #define __P100  __PAGE_READONLY_EXEC
 164 #define __P101  __PAGE_READONLY_EXEC
 165 #define __P110  __PAGE_COPY_EXEC
 166 #define __P111  __PAGE_COPY_EXEC
 167
 168 #define __S000  __PAGE_NONE
 169 #define __S001  __PAGE_READONLY
 170 #define __S010  __PAGE_SHARED
 171 #define __S011  __PAGE_SHARED
 172 #define __S100  __PAGE_READONLY_EXEC
 173 #define __S101  __PAGE_READONLY_EXEC
 174 #define __S110  __PAGE_SHARED_EXEC
 175 #define __S111  __PAGE_SHARED_EXEC
 176
 177 #ifndef __ASSEMBLY__
 178
 179 extern pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
 180
 181 /* to find an entry in a page-table-directory */
 182 #define pgd_index(addr)         ((addr) >> PGDIR_SHIFT)
 183
 184 #define pgd_offset(mm, addr)    ((mm)->pgd + pgd_index(addr))
 185
 186 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
 187 #define pgd_offset_k(addr)      pgd_offset(&init_mm, addr)
 188
 189 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
 190
 191 static inline pte_t *pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
 192 {
 193         return __va(pmd_val(pmd) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK);
 194 }
 195
 196 #define pmd_page(pmd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pmd_val(pmd) & PHYS_MASK))
 197
 198 #ifndef CONFIG_HIGHPTE
 199 #define __pte_map(pmd)          pmd_page_vaddr(*(pmd))
 200 #define __pte_unmap(pte)        do { } while (0)
 201 #else
 202 #define __pte_map(pmd)          (pte_t *)kmap_atomic(pmd_page(*(pmd)))
 203 #define __pte_unmap(pte)        kunmap_atomic(pte)
 204 #endif
 205
 206 #define pte_index(addr)         (((addr) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1))
 207
 208 #define pte_offset_kernel(pmd,addr)     (pmd_page_vaddr(*(pmd)) + pte_index(addr))
 209
 210 #define pte_offset_map(pmd,addr)        (__pte_map(pmd) + pte_index(addr))
 211 #define pte_unmap(pte)                  __pte_unmap(pte)
 212
 213 #define pte_pfn(pte)            ((pte_val(pte) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 214 #define pfn_pte(pfn,prot)       __pte(__pfn_to_phys(pfn) | pgprot_val(prot))
 215
 216 #define pte_page(pte)           pfn_to_page(pte_pfn(pte))
 217 #define mk_pte(page,prot)       pfn_pte(page_to_pfn(page), prot)
 218
 219 #define pte_clear(mm,addr,ptep) set_pte_ext(ptep, __pte(0), 0)
 220
 221 #define pte_isset(pte, val)     ((u32)(val) == (val) ? pte_val(pte) & (val) \
 222                                                 : !!(pte_val(pte) & (val)))
 223 #define pte_isclear(pte, val)   (!(pte_val(pte) & (val)))
 224
 225 #define pte_none(pte)           (!pte_val(pte))
 226 #define pte_present(pte)        (pte_isset((pte), L_PTE_PRESENT))
 227 #define pte_valid(pte)          (pte_isset((pte), L_PTE_VALID))
 228 #define pte_accessible(mm, pte) (mm_tlb_flush_pending(mm) ? pte_present(pte) : pte_valid(pte))
 229 #define pte_write(pte)          (pte_isclear((pte), L_PTE_RDONLY))
 230 #define pte_dirty(pte)          (pte_isset((pte), L_PTE_DIRTY))
 231 #define pte_young(pte)          (pte_isset((pte), L_PTE_YOUNG))
 232 #define pte_exec(pte)           (pte_isclear((pte), L_PTE_XN))
 233
 234 #define pte_valid_user(pte)     \
 235         (pte_valid(pte) && pte_isset((pte), L_PTE_USER) && pte_young(pte))
 236
 237 static inline bool pte_access_permitted(pte_t pte, bool write)
 238 {
 239         pteval_t mask = L_PTE_PRESENT | L_PTE_USER;
 240         pteval_t needed = mask;
 241
 242         if (write)
 243                 mask |= L_PTE_RDONLY;
 244
 245         return (pte_val(pte) & mask) == needed;
 246 }
 247 #define pte_access_permitted pte_access_permitted
 248
 249 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
 250 static inline void __sync_icache_dcache(pte_t pteval)
 251 {
 252 }
 253 #else
 254 extern void __sync_icache_dcache(pte_t pteval);
 255 #endif
 256
 257 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 258                               pte_t *ptep, pte_t pteval)
 259 {
 260         unsigned long ext = 0;
 261
 262         if (addr < TASK_SIZE && pte_valid_user(pteval)) {
 263                 if (!pte_special(pteval))
 264                         __sync_icache_dcache(pteval);
 265                 ext |= PTE_EXT_NG;
 266         }
 267
 268         set_pte_ext(ptep, pteval, ext);
 269 }
 270
 271 static inline pte_t clear_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 272 {
 273         pte_val(pte) &= ~pgprot_val(prot);
 274         return pte;
 275 }
 276
 277 static inline pte_t set_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 278 {
 279         pte_val(pte) |= pgprot_val(prot);
 280         return pte;
 281 }
 282
 283 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 284 {
 285         return set_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_RDONLY));
 286 }
 287
 288 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 289 {
 290         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_RDONLY));
 291 }
 292
 293 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 294 {
 295         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_DIRTY));
 296 }
 297
 298 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 299 {
 300         return set_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_DIRTY));
 301 }
 302
 303 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 304 {
 305         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_YOUNG));
 306 }
 307
 308 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 309 {
 310         return set_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_YOUNG));
 311 }
 312
 313 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)
 314 {
 315         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_XN));
 316 }
 317
 318 static inline pte_t pte_mknexec(pte_t pte)
 319 {
 320         return set_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_XN));
 321 }
 322
 323 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 324 {
 325         const pteval_t mask = L_PTE_XN | L_PTE_RDONLY | L_PTE_USER |
 326                 L_PTE_NONE | L_PTE_VALID;
 327         pte_val(pte) = (pte_val(pte) & ~mask) | (pgprot_val(newprot) & mask);
 328         return pte;
 329 }
 330
 331 /*
 332  * Encode and decode a swap entry.  Swap entries are stored in the Linux
 333  * page tables as follows:
 334  *
 335  *   3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
 336  *   1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
 337  *   <--------------- offset ------------------------> < type -> 0 0
 338  *
 339  * This gives us up to 31 swap files and 128GB per swap file.  Note that
 340  * the offset field is always non-zero.
 341  */
 342 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
 343 #define __SWP_TYPE_BITS         5
 344 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1 << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
 345 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      (__SWP_TYPE_BITS + __SWP_TYPE_SHIFT)
 346
 347 #define __swp_type(x)           (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
 348 #define __swp_offset(x)         ((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT)
 349 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { ((type) << __SWP_TYPE_SHIFT) | ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
 350
 351 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 352 #define __swp_entry_to_pte(swp) ((pte_t) { (swp).val })
 353
 354 /*
 355  * It is an error for the kernel to have more swap files than we can
 356  * encode in the PTEs.  This ensures that we know when MAX_SWAPFILES
 357  * is increased beyond what we presently support.
 358  */
 359 #define MAX_SWAPFILES_CHECK() BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
 360
 361 /* Needs to be defined here and not in linux/mm.h, as it is arch dependent */
 362 /* FIXME: this is not correct */
 363 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
 364
 365 #include <asm-generic/pgtable.h>
 366
 367 /*
 368  * We provide our own arch_get_unmapped_area to cope with VIPT caches.
 369  */
 370 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
 371 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
 372
 373 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 374
 375 #endif /* CONFIG_MMU */
 376
 377 #endif /* _ASMARM_PGTABLE_H */