arch/arm64/include/asm/kernel-pgtable.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  * Kernel page table mapping
   4  *
   5  * Copyright (C) 2015 ARM Ltd.
   6  */
   7
   8 #ifndef __ASM_KERNEL_PGTABLE_H
   9 #define __ASM_KERNEL_PGTABLE_H
  10
  11 #include <asm/boot.h>
  12 #include <asm/pgtable-hwdef.h>
  13 #include <asm/sparsemem.h>
  14
  15 /*
  16  * The linear mapping and the start of memory are both 2M aligned (per
  17  * the arm64 booting.txt requirements). Hence we can use section mapping
  18  * with 4K (section size = 2M) but not with 16K (section size = 32M) or
  19  * 64K (section size = 512M).
  20  */
  21
  22 /*
  23  * The idmap and swapper page tables need some space reserved in the kernel
  24  * image. Both require pgd, pud (4 levels only) and pmd tables to (section)
  25  * map the kernel. With the 64K page configuration, swapper and idmap need to
  26  * map to pte level. The swapper also maps the FDT (see __create_page_tables
  27  * for more information). Note that the number of ID map translation levels
  28  * could be increased on the fly if system RAM is out of reach for the default
  29  * VA range, so pages required to map highest possible PA are reserved in all
  30  * cases.
  31  */
  32 #ifdef CONFIG_ARM64_4K_PAGES
  33 #define SWAPPER_PGTABLE_LEVELS  (CONFIG_PGTABLE_LEVELS - 1)
  34 #else
  35 #define SWAPPER_PGTABLE_LEVELS  (CONFIG_PGTABLE_LEVELS)
  36 #endif
  37
  38
  39 /*
  40  * If KASLR is enabled, then an offset K is added to the kernel address
  41  * space. The bottom 21 bits of this offset are zero to guarantee 2MB
  42  * alignment for PA and VA.
  43  *
  44  * For each pagetable level of the swapper, we know that the shift will
  45  * be larger than 21 (for the 4KB granule case we use section maps thus
  46  * the smallest shift is actually 30) thus there is the possibility that
  47  * KASLR can increase the number of pagetable entries by 1, so we make
  48  * room for this extra entry.
  49  *
  50  * Note KASLR cannot increase the number of required entries for a level
  51  * by more than one because it increments both the virtual start and end
  52  * addresses equally (the extra entry comes from the case where the end
  53  * address is just pushed over a boundary and the start address isn't).
  54  */
  55
  56 #ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE
  57 #define EARLY_KASLR     (1)
  58 #else
  59 #define EARLY_KASLR     (0)
  60 #endif
  61
  62 #define SPAN_NR_ENTRIES(vstart, vend, shift) \
  63         ((((vend) - 1) >> (shift)) - ((vstart) >> (shift)) + 1)
  64
  65 #define EARLY_ENTRIES(vstart, vend, shift, add) \
  66         (SPAN_NR_ENTRIES(vstart, vend, shift) + (add))
  67
  68 #define EARLY_PGDS(vstart, vend, add) (EARLY_ENTRIES(vstart, vend, PGDIR_SHIFT, add))
  69
  70 #if SWAPPER_PGTABLE_LEVELS > 3
  71 #define EARLY_PUDS(vstart, vend, add) (EARLY_ENTRIES(vstart, vend, PUD_SHIFT, add))
  72 #else
  73 #define EARLY_PUDS(vstart, vend, add) (0)
  74 #endif
  75
  76 #if SWAPPER_PGTABLE_LEVELS > 2
  77 #define EARLY_PMDS(vstart, vend, add) (EARLY_ENTRIES(vstart, vend, SWAPPER_TABLE_SHIFT, add))
  78 #else
  79 #define EARLY_PMDS(vstart, vend, add) (0)
  80 #endif
  81
  82 #define EARLY_PAGES(vstart, vend, add) ( 1                      /* PGDIR page */                                \
  83                         + EARLY_PGDS((vstart), (vend), add)     /* each PGDIR needs a next level page table */  \
  84                         + EARLY_PUDS((vstart), (vend), add)     /* each PUD needs a next level page table */    \
  85                         + EARLY_PMDS((vstart), (vend), add))    /* each PMD needs a next level page table */
  86 #define INIT_DIR_SIZE (PAGE_SIZE * EARLY_PAGES(KIMAGE_VADDR, _end, EARLY_KASLR))
  87
  88 /* the initial ID map may need two extra pages if it needs to be extended */
  89 #if VA_BITS < 48
  90 #define INIT_IDMAP_DIR_SIZE     ((INIT_IDMAP_DIR_PAGES + 2) * PAGE_SIZE)
  91 #else
  92 #define INIT_IDMAP_DIR_SIZE     (INIT_IDMAP_DIR_PAGES * PAGE_SIZE)
  93 #endif
  94 #define INIT_IDMAP_DIR_PAGES    EARLY_PAGES(KIMAGE_VADDR, _end + MAX_FDT_SIZE + SWAPPER_BLOCK_SIZE, 1)
  95
  96 /* Initial memory map size */
  97 #ifdef CONFIG_ARM64_4K_PAGES
  98 #define SWAPPER_BLOCK_SHIFT     PMD_SHIFT
  99 #define SWAPPER_BLOCK_SIZE      PMD_SIZE
 100 #define SWAPPER_TABLE_SHIFT     PUD_SHIFT
 101 #else
 102 #define SWAPPER_BLOCK_SHIFT     PAGE_SHIFT
 103 #define SWAPPER_BLOCK_SIZE      PAGE_SIZE
 104 #define SWAPPER_TABLE_SHIFT     PMD_SHIFT
 105 #endif
 106
 107 /*
 108  * Initial memory map attributes.
 109  */
 110 #define SWAPPER_PTE_FLAGS       (PTE_TYPE_PAGE | PTE_AF | PTE_SHARED | PTE_UXN)
 111 #define SWAPPER_PMD_FLAGS       (PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AF | PMD_SECT_S | PTE_UXN)
 112
 113 #ifdef CONFIG_ARM64_4K_PAGES
 114 #define SWAPPER_RW_MMUFLAGS     (PMD_ATTRINDX(MT_NORMAL) | SWAPPER_PMD_FLAGS | PTE_WRITE)
 115 #define SWAPPER_RX_MMUFLAGS     (SWAPPER_RW_MMUFLAGS | PMD_SECT_RDONLY)
 116 #else
 117 #define SWAPPER_RW_MMUFLAGS     (PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL) | SWAPPER_PTE_FLAGS | PTE_WRITE)
 118 #define SWAPPER_RX_MMUFLAGS     (SWAPPER_RW_MMUFLAGS | PTE_RDONLY)
 119 #endif
 120
 121 #endif  /* __ASM_KERNEL_PGTABLE_H */