]> Git Repo - J-linux.git/blob - arch/arm64/include/asm/pgtable.h
Merge tag 'kbuild-v6.9' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/masahiroy...
[J-linux.git] / arch / arm64 / include / asm / pgtable.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
2 /*
3  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
4  */
5 #ifndef __ASM_PGTABLE_H
6 #define __ASM_PGTABLE_H
7
8 #include <asm/bug.h>
9 #include <asm/proc-fns.h>
10
11 #include <asm/memory.h>
12 #include <asm/mte.h>
13 #include <asm/pgtable-hwdef.h>
14 #include <asm/pgtable-prot.h>
15 #include <asm/tlbflush.h>
16
17 /*
18  * VMALLOC range.
19  *
20  * VMALLOC_START: beginning of the kernel vmalloc space
21  * VMALLOC_END: extends to the available space below vmemmap
22  */
23 #define VMALLOC_START           (MODULES_END)
24 #if VA_BITS == VA_BITS_MIN
25 #define VMALLOC_END             (VMEMMAP_START - SZ_8M)
26 #else
27 #define VMEMMAP_UNUSED_NPAGES   ((_PAGE_OFFSET(vabits_actual) - PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT)
28 #define VMALLOC_END             (VMEMMAP_START + VMEMMAP_UNUSED_NPAGES * sizeof(struct page) - SZ_8M)
29 #endif
30
31 #define vmemmap                 ((struct page *)VMEMMAP_START - (memstart_addr >> PAGE_SHIFT))
32
33 #ifndef __ASSEMBLY__
34
35 #include <asm/cmpxchg.h>
36 #include <asm/fixmap.h>
37 #include <linux/mmdebug.h>
38 #include <linux/mm_types.h>
39 #include <linux/sched.h>
40 #include <linux/page_table_check.h>
41
42 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
43 #define __HAVE_ARCH_FLUSH_PMD_TLB_RANGE
44
45 /* Set stride and tlb_level in flush_*_tlb_range */
46 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     \
47         __flush_tlb_range(vma, addr, end, PMD_SIZE, false, 2)
48 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     \
49         __flush_tlb_range(vma, addr, end, PUD_SIZE, false, 1)
50 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
51
52 static inline bool arch_thp_swp_supported(void)
53 {
54         return !system_supports_mte();
55 }
56 #define arch_thp_swp_supported arch_thp_swp_supported
57
58 /*
59  * Outside of a few very special situations (e.g. hibernation), we always
60  * use broadcast TLB invalidation instructions, therefore a spurious page
61  * fault on one CPU which has been handled concurrently by another CPU
62  * does not need to perform additional invalidation.
63  */
64 #define flush_tlb_fix_spurious_fault(vma, address, ptep) do { } while (0)
65
66 /*
67  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
68  * for zero-mapped memory areas etc..
69  */
70 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
71 #define ZERO_PAGE(vaddr)        phys_to_page(__pa_symbol(empty_zero_page))
72
73 #define pte_ERROR(e)    \
74         pr_err("%s:%d: bad pte %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, pte_val(e))
75
76 /*
77  * Macros to convert between a physical address and its placement in a
78  * page table entry, taking care of 52-bit addresses.
79  */
80 #ifdef CONFIG_ARM64_PA_BITS_52
81 static inline phys_addr_t __pte_to_phys(pte_t pte)
82 {
83         pte_val(pte) &= ~PTE_MAYBE_SHARED;
84         return (pte_val(pte) & PTE_ADDR_LOW) |
85                 ((pte_val(pte) & PTE_ADDR_HIGH) << PTE_ADDR_HIGH_SHIFT);
86 }
87 static inline pteval_t __phys_to_pte_val(phys_addr_t phys)
88 {
89         return (phys | (phys >> PTE_ADDR_HIGH_SHIFT)) & PHYS_TO_PTE_ADDR_MASK;
90 }
91 #else
92 #define __pte_to_phys(pte)      (pte_val(pte) & PTE_ADDR_LOW)
93 #define __phys_to_pte_val(phys) (phys)
94 #endif
95
96 #define pte_pfn(pte)            (__pte_to_phys(pte) >> PAGE_SHIFT)
97 #define pfn_pte(pfn,prot)       \
98         __pte(__phys_to_pte_val((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot))
99
100 #define pte_none(pte)           (!pte_val(pte))
101 #define __pte_clear(mm, addr, ptep) \
102                                 __set_pte(ptep, __pte(0))
103 #define pte_page(pte)           (pfn_to_page(pte_pfn(pte)))
104
105 /*
106  * The following only work if pte_present(). Undefined behaviour otherwise.
107  */
108 #define pte_present(pte)        (!!(pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_PROT_NONE)))
109 #define pte_young(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_AF))
110 #define pte_special(pte)        (!!(pte_val(pte) & PTE_SPECIAL))
111 #define pte_write(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_WRITE))
112 #define pte_rdonly(pte)         (!!(pte_val(pte) & PTE_RDONLY))
113 #define pte_user(pte)           (!!(pte_val(pte) & PTE_USER))
114 #define pte_user_exec(pte)      (!(pte_val(pte) & PTE_UXN))
115 #define pte_cont(pte)           (!!(pte_val(pte) & PTE_CONT))
116 #define pte_devmap(pte)         (!!(pte_val(pte) & PTE_DEVMAP))
117 #define pte_tagged(pte)         ((pte_val(pte) & PTE_ATTRINDX_MASK) == \
118                                  PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_TAGGED))
119
120 #define pte_cont_addr_end(addr, end)                                            \
121 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + CONT_PTE_SIZE) & CONT_PTE_MASK;    \
122         (__boundary - 1 < (end) - 1) ? __boundary : (end);                      \
123 })
124
125 #define pmd_cont_addr_end(addr, end)                                            \
126 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + CONT_PMD_SIZE) & CONT_PMD_MASK;    \
127         (__boundary - 1 < (end) - 1) ? __boundary : (end);                      \
128 })
129
130 #define pte_hw_dirty(pte)       (pte_write(pte) && !pte_rdonly(pte))
131 #define pte_sw_dirty(pte)       (!!(pte_val(pte) & PTE_DIRTY))
132 #define pte_dirty(pte)          (pte_sw_dirty(pte) || pte_hw_dirty(pte))
133
134 #define pte_valid(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_VALID))
135 /*
136  * Execute-only user mappings do not have the PTE_USER bit set. All valid
137  * kernel mappings have the PTE_UXN bit set.
138  */
139 #define pte_valid_not_user(pte) \
140         ((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_USER | PTE_UXN)) == (PTE_VALID | PTE_UXN))
141 /*
142  * Returns true if the pte is valid and has the contiguous bit set.
143  */
144 #define pte_valid_cont(pte)     (pte_valid(pte) && pte_cont(pte))
145 /*
146  * Could the pte be present in the TLB? We must check mm_tlb_flush_pending
147  * so that we don't erroneously return false for pages that have been
148  * remapped as PROT_NONE but are yet to be flushed from the TLB.
149  * Note that we can't make any assumptions based on the state of the access
150  * flag, since __ptep_clear_flush_young() elides a DSB when invalidating the
151  * TLB.
152  */
153 #define pte_accessible(mm, pte) \
154         (mm_tlb_flush_pending(mm) ? pte_present(pte) : pte_valid(pte))
155
156 /*
157  * p??_access_permitted() is true for valid user mappings (PTE_USER
158  * bit set, subject to the write permission check). For execute-only
159  * mappings, like PROT_EXEC with EPAN (both PTE_USER and PTE_UXN bits
160  * not set) must return false. PROT_NONE mappings do not have the
161  * PTE_VALID bit set.
162  */
163 #define pte_access_permitted(pte, write) \
164         (((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_USER)) == (PTE_VALID | PTE_USER)) && (!(write) || pte_write(pte)))
165 #define pmd_access_permitted(pmd, write) \
166         (pte_access_permitted(pmd_pte(pmd), (write)))
167 #define pud_access_permitted(pud, write) \
168         (pte_access_permitted(pud_pte(pud), (write)))
169
170 static inline pte_t clear_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
171 {
172         pte_val(pte) &= ~pgprot_val(prot);
173         return pte;
174 }
175
176 static inline pte_t set_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
177 {
178         pte_val(pte) |= pgprot_val(prot);
179         return pte;
180 }
181
182 static inline pmd_t clear_pmd_bit(pmd_t pmd, pgprot_t prot)
183 {
184         pmd_val(pmd) &= ~pgprot_val(prot);
185         return pmd;
186 }
187
188 static inline pmd_t set_pmd_bit(pmd_t pmd, pgprot_t prot)
189 {
190         pmd_val(pmd) |= pgprot_val(prot);
191         return pmd;
192 }
193
194 static inline pte_t pte_mkwrite_novma(pte_t pte)
195 {
196         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
197         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_RDONLY));
198         return pte;
199 }
200
201 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
202 {
203         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
204         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_RDONLY));
205
206         return pte;
207 }
208
209 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
210 {
211         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
212
213         if (pte_write(pte))
214                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_RDONLY));
215
216         return pte;
217 }
218
219 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
220 {
221         /*
222          * If hardware-dirty (PTE_WRITE/DBM bit set and PTE_RDONLY
223          * clear), set the PTE_DIRTY bit.
224          */
225         if (pte_hw_dirty(pte))
226                 pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
227
228         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
229         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_RDONLY));
230         return pte;
231 }
232
233 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
234 {
235         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
236 }
237
238 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
239 {
240         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
241 }
242
243 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
244 {
245         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SPECIAL));
246 }
247
248 static inline pte_t pte_mkcont(pte_t pte)
249 {
250         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_CONT));
251         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_TYPE_PAGE));
252 }
253
254 static inline pte_t pte_mknoncont(pte_t pte)
255 {
256         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_CONT));
257 }
258
259 static inline pte_t pte_mkpresent(pte_t pte)
260 {
261         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_VALID));
262 }
263
264 static inline pmd_t pmd_mkcont(pmd_t pmd)
265 {
266         return __pmd(pmd_val(pmd) | PMD_SECT_CONT);
267 }
268
269 static inline pte_t pte_mkdevmap(pte_t pte)
270 {
271         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DEVMAP | PTE_SPECIAL));
272 }
273
274 static inline void __set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
275 {
276         WRITE_ONCE(*ptep, pte);
277
278         /*
279          * Only if the new pte is valid and kernel, otherwise TLB maintenance
280          * or update_mmu_cache() have the necessary barriers.
281          */
282         if (pte_valid_not_user(pte)) {
283                 dsb(ishst);
284                 isb();
285         }
286 }
287
288 static inline pte_t __ptep_get(pte_t *ptep)
289 {
290         return READ_ONCE(*ptep);
291 }
292
293 extern void __sync_icache_dcache(pte_t pteval);
294 bool pgattr_change_is_safe(u64 old, u64 new);
295
296 /*
297  * PTE bits configuration in the presence of hardware Dirty Bit Management
298  * (PTE_WRITE == PTE_DBM):
299  *
300  * Dirty  Writable | PTE_RDONLY  PTE_WRITE  PTE_DIRTY (sw)
301  *   0      0      |   1           0          0
302  *   0      1      |   1           1          0
303  *   1      0      |   1           0          1
304  *   1      1      |   0           1          x
305  *
306  * When hardware DBM is not present, the sofware PTE_DIRTY bit is updated via
307  * the page fault mechanism. Checking the dirty status of a pte becomes:
308  *
309  *   PTE_DIRTY || (PTE_WRITE && !PTE_RDONLY)
310  */
311
312 static inline void __check_safe_pte_update(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
313                                            pte_t pte)
314 {
315         pte_t old_pte;
316
317         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
318                 return;
319
320         old_pte = __ptep_get(ptep);
321
322         if (!pte_valid(old_pte) || !pte_valid(pte))
323                 return;
324         if (mm != current->active_mm && atomic_read(&mm->mm_users) <= 1)
325                 return;
326
327         /*
328          * Check for potential race with hardware updates of the pte
329          * (__ptep_set_access_flags safely changes valid ptes without going
330          * through an invalid entry).
331          */
332         VM_WARN_ONCE(!pte_young(pte),
333                      "%s: racy access flag clearing: 0x%016llx -> 0x%016llx",
334                      __func__, pte_val(old_pte), pte_val(pte));
335         VM_WARN_ONCE(pte_write(old_pte) && !pte_dirty(pte),
336                      "%s: racy dirty state clearing: 0x%016llx -> 0x%016llx",
337                      __func__, pte_val(old_pte), pte_val(pte));
338         VM_WARN_ONCE(!pgattr_change_is_safe(pte_val(old_pte), pte_val(pte)),
339                      "%s: unsafe attribute change: 0x%016llx -> 0x%016llx",
340                      __func__, pte_val(old_pte), pte_val(pte));
341 }
342
343 static inline void __sync_cache_and_tags(pte_t pte, unsigned int nr_pages)
344 {
345         if (pte_present(pte) && pte_user_exec(pte) && !pte_special(pte))
346                 __sync_icache_dcache(pte);
347
348         /*
349          * If the PTE would provide user space access to the tags associated
350          * with it then ensure that the MTE tags are synchronised.  Although
351          * pte_access_permitted() returns false for exec only mappings, they
352          * don't expose tags (instruction fetches don't check tags).
353          */
354         if (system_supports_mte() && pte_access_permitted(pte, false) &&
355             !pte_special(pte) && pte_tagged(pte))
356                 mte_sync_tags(pte, nr_pages);
357 }
358
359 /*
360  * Select all bits except the pfn
361  */
362 static inline pgprot_t pte_pgprot(pte_t pte)
363 {
364         unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
365
366         return __pgprot(pte_val(pfn_pte(pfn, __pgprot(0))) ^ pte_val(pte));
367 }
368
369 #define pte_advance_pfn pte_advance_pfn
370 static inline pte_t pte_advance_pfn(pte_t pte, unsigned long nr)
371 {
372         return pfn_pte(pte_pfn(pte) + nr, pte_pgprot(pte));
373 }
374
375 static inline void __set_ptes(struct mm_struct *mm,
376                               unsigned long __always_unused addr,
377                               pte_t *ptep, pte_t pte, unsigned int nr)
378 {
379         page_table_check_ptes_set(mm, ptep, pte, nr);
380         __sync_cache_and_tags(pte, nr);
381
382         for (;;) {
383                 __check_safe_pte_update(mm, ptep, pte);
384                 __set_pte(ptep, pte);
385                 if (--nr == 0)
386                         break;
387                 ptep++;
388                 pte = pte_advance_pfn(pte, 1);
389         }
390 }
391
392 /*
393  * Huge pte definitions.
394  */
395 #define pte_mkhuge(pte)         (__pte(pte_val(pte) & ~PTE_TABLE_BIT))
396
397 /*
398  * Hugetlb definitions.
399  */
400 #define HUGE_MAX_HSTATE         4
401 #define HPAGE_SHIFT             PMD_SHIFT
402 #define HPAGE_SIZE              (_AC(1, UL) << HPAGE_SHIFT)
403 #define HPAGE_MASK              (~(HPAGE_SIZE - 1))
404 #define HUGETLB_PAGE_ORDER      (HPAGE_SHIFT - PAGE_SHIFT)
405
406 static inline pte_t pgd_pte(pgd_t pgd)
407 {
408         return __pte(pgd_val(pgd));
409 }
410
411 static inline pte_t p4d_pte(p4d_t p4d)
412 {
413         return __pte(p4d_val(p4d));
414 }
415
416 static inline pte_t pud_pte(pud_t pud)
417 {
418         return __pte(pud_val(pud));
419 }
420
421 static inline pud_t pte_pud(pte_t pte)
422 {
423         return __pud(pte_val(pte));
424 }
425
426 static inline pmd_t pud_pmd(pud_t pud)
427 {
428         return __pmd(pud_val(pud));
429 }
430
431 static inline pte_t pmd_pte(pmd_t pmd)
432 {
433         return __pte(pmd_val(pmd));
434 }
435
436 static inline pmd_t pte_pmd(pte_t pte)
437 {
438         return __pmd(pte_val(pte));
439 }
440
441 static inline pgprot_t mk_pud_sect_prot(pgprot_t prot)
442 {
443         return __pgprot((pgprot_val(prot) & ~PUD_TABLE_BIT) | PUD_TYPE_SECT);
444 }
445
446 static inline pgprot_t mk_pmd_sect_prot(pgprot_t prot)
447 {
448         return __pgprot((pgprot_val(prot) & ~PMD_TABLE_BIT) | PMD_TYPE_SECT);
449 }
450
451 static inline pte_t pte_swp_mkexclusive(pte_t pte)
452 {
453         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SWP_EXCLUSIVE));
454 }
455
456 static inline int pte_swp_exclusive(pte_t pte)
457 {
458         return pte_val(pte) & PTE_SWP_EXCLUSIVE;
459 }
460
461 static inline pte_t pte_swp_clear_exclusive(pte_t pte)
462 {
463         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SWP_EXCLUSIVE));
464 }
465
466 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
467 /*
468  * See the comment in include/linux/pgtable.h
469  */
470 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
471 {
472         return (pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_PROT_NONE)) == PTE_PROT_NONE;
473 }
474
475 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
476 {
477         return pte_protnone(pmd_pte(pmd));
478 }
479 #endif
480
481 #define pmd_present_invalid(pmd)     (!!(pmd_val(pmd) & PMD_PRESENT_INVALID))
482
483 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
484 {
485         return pte_present(pmd_pte(pmd)) || pmd_present_invalid(pmd);
486 }
487
488 /*
489  * THP definitions.
490  */
491
492 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
493 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
494 {
495         return pmd_val(pmd) && pmd_present(pmd) && !(pmd_val(pmd) & PMD_TABLE_BIT);
496 }
497 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
498
499 #define pmd_dirty(pmd)          pte_dirty(pmd_pte(pmd))
500 #define pmd_young(pmd)          pte_young(pmd_pte(pmd))
501 #define pmd_valid(pmd)          pte_valid(pmd_pte(pmd))
502 #define pmd_user(pmd)           pte_user(pmd_pte(pmd))
503 #define pmd_user_exec(pmd)      pte_user_exec(pmd_pte(pmd))
504 #define pmd_cont(pmd)           pte_cont(pmd_pte(pmd))
505 #define pmd_wrprotect(pmd)      pte_pmd(pte_wrprotect(pmd_pte(pmd)))
506 #define pmd_mkold(pmd)          pte_pmd(pte_mkold(pmd_pte(pmd)))
507 #define pmd_mkwrite_novma(pmd)  pte_pmd(pte_mkwrite_novma(pmd_pte(pmd)))
508 #define pmd_mkclean(pmd)        pte_pmd(pte_mkclean(pmd_pte(pmd)))
509 #define pmd_mkdirty(pmd)        pte_pmd(pte_mkdirty(pmd_pte(pmd)))
510 #define pmd_mkyoung(pmd)        pte_pmd(pte_mkyoung(pmd_pte(pmd)))
511
512 static inline pmd_t pmd_mkinvalid(pmd_t pmd)
513 {
514         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(PMD_PRESENT_INVALID));
515         pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(PMD_SECT_VALID));
516
517         return pmd;
518 }
519
520 #define pmd_thp_or_huge(pmd)    (pmd_huge(pmd) || pmd_trans_huge(pmd))
521
522 #define pmd_write(pmd)          pte_write(pmd_pte(pmd))
523
524 #define pmd_mkhuge(pmd)         (__pmd(pmd_val(pmd) & ~PMD_TABLE_BIT))
525
526 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
527 #define pmd_devmap(pmd)         pte_devmap(pmd_pte(pmd))
528 #endif
529 static inline pmd_t pmd_mkdevmap(pmd_t pmd)
530 {
531         return pte_pmd(set_pte_bit(pmd_pte(pmd), __pgprot(PTE_DEVMAP)));
532 }
533
534 #define __pmd_to_phys(pmd)      __pte_to_phys(pmd_pte(pmd))
535 #define __phys_to_pmd_val(phys) __phys_to_pte_val(phys)
536 #define pmd_pfn(pmd)            ((__pmd_to_phys(pmd) & PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT)
537 #define pfn_pmd(pfn,prot)       __pmd(__phys_to_pmd_val((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot))
538 #define mk_pmd(page,prot)       pfn_pmd(page_to_pfn(page),prot)
539
540 #define pud_young(pud)          pte_young(pud_pte(pud))
541 #define pud_mkyoung(pud)        pte_pud(pte_mkyoung(pud_pte(pud)))
542 #define pud_write(pud)          pte_write(pud_pte(pud))
543
544 #define pud_mkhuge(pud)         (__pud(pud_val(pud) & ~PUD_TABLE_BIT))
545
546 #define __pud_to_phys(pud)      __pte_to_phys(pud_pte(pud))
547 #define __phys_to_pud_val(phys) __phys_to_pte_val(phys)
548 #define pud_pfn(pud)            ((__pud_to_phys(pud) & PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT)
549 #define pfn_pud(pfn,prot)       __pud(__phys_to_pud_val((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot))
550
551 static inline void __set_pte_at(struct mm_struct *mm,
552                                 unsigned long __always_unused addr,
553                                 pte_t *ptep, pte_t pte, unsigned int nr)
554 {
555         __sync_cache_and_tags(pte, nr);
556         __check_safe_pte_update(mm, ptep, pte);
557         __set_pte(ptep, pte);
558 }
559
560 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
561                               pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
562 {
563         page_table_check_pmd_set(mm, pmdp, pmd);
564         return __set_pte_at(mm, addr, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(pmd),
565                                                 PMD_SIZE >> PAGE_SHIFT);
566 }
567
568 static inline void set_pud_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
569                               pud_t *pudp, pud_t pud)
570 {
571         page_table_check_pud_set(mm, pudp, pud);
572         return __set_pte_at(mm, addr, (pte_t *)pudp, pud_pte(pud),
573                                                 PUD_SIZE >> PAGE_SHIFT);
574 }
575
576 #define __p4d_to_phys(p4d)      __pte_to_phys(p4d_pte(p4d))
577 #define __phys_to_p4d_val(phys) __phys_to_pte_val(phys)
578
579 #define __pgd_to_phys(pgd)      __pte_to_phys(pgd_pte(pgd))
580 #define __phys_to_pgd_val(phys) __phys_to_pte_val(phys)
581
582 #define __pgprot_modify(prot,mask,bits) \
583         __pgprot((pgprot_val(prot) & ~(mask)) | (bits))
584
585 #define pgprot_nx(prot) \
586         __pgprot_modify(prot, PTE_MAYBE_GP, PTE_PXN)
587
588 /*
589  * Mark the prot value as uncacheable and unbufferable.
590  */
591 #define pgprot_noncached(prot) \
592         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRnE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
593 #define pgprot_writecombine(prot) \
594         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC) | PTE_PXN | PTE_UXN)
595 #define pgprot_device(prot) \
596         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
597 #define pgprot_tagged(prot) \
598         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_TAGGED))
599 #define pgprot_mhp      pgprot_tagged
600 /*
601  * DMA allocations for non-coherent devices use what the Arm architecture calls
602  * "Normal non-cacheable" memory, which permits speculation, unaligned accesses
603  * and merging of writes.  This is different from "Device-nGnR[nE]" memory which
604  * is intended for MMIO and thus forbids speculation, preserves access size,
605  * requires strict alignment and can also force write responses to come from the
606  * endpoint.
607  */
608 #define pgprot_dmacoherent(prot) \
609         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, \
610                         PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC) | PTE_PXN | PTE_UXN)
611
612 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
613 struct file;
614 extern pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
615                                      unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
616
617 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
618
619 #define pmd_table(pmd)          ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == \
620                                  PMD_TYPE_TABLE)
621 #define pmd_sect(pmd)           ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == \
622                                  PMD_TYPE_SECT)
623 #define pmd_leaf(pmd)           (pmd_present(pmd) && !pmd_table(pmd))
624 #define pmd_bad(pmd)            (!pmd_table(pmd))
625
626 #define pmd_leaf_size(pmd)      (pmd_cont(pmd) ? CONT_PMD_SIZE : PMD_SIZE)
627 #define pte_leaf_size(pte)      (pte_cont(pte) ? CONT_PTE_SIZE : PAGE_SIZE)
628
629 #if defined(CONFIG_ARM64_64K_PAGES) || CONFIG_PGTABLE_LEVELS < 3
630 static inline bool pud_sect(pud_t pud) { return false; }
631 static inline bool pud_table(pud_t pud) { return true; }
632 #else
633 #define pud_sect(pud)           ((pud_val(pud) & PUD_TYPE_MASK) == \
634                                  PUD_TYPE_SECT)
635 #define pud_table(pud)          ((pud_val(pud) & PUD_TYPE_MASK) == \
636                                  PUD_TYPE_TABLE)
637 #endif
638
639 extern pgd_t init_pg_dir[];
640 extern pgd_t init_pg_end[];
641 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
642 extern pgd_t idmap_pg_dir[];
643 extern pgd_t tramp_pg_dir[];
644 extern pgd_t reserved_pg_dir[];
645
646 extern void set_swapper_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd);
647
648 static inline bool in_swapper_pgdir(void *addr)
649 {
650         return ((unsigned long)addr & PAGE_MASK) ==
651                 ((unsigned long)swapper_pg_dir & PAGE_MASK);
652 }
653
654 static inline void set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
655 {
656 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
657         if (in_swapper_pgdir(pmdp)) {
658                 set_swapper_pgd((pgd_t *)pmdp, __pgd(pmd_val(pmd)));
659                 return;
660         }
661 #endif /* __PAGETABLE_PMD_FOLDED */
662
663         WRITE_ONCE(*pmdp, pmd);
664
665         if (pmd_valid(pmd)) {
666                 dsb(ishst);
667                 isb();
668         }
669 }
670
671 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
672 {
673         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
674 }
675
676 static inline phys_addr_t pmd_page_paddr(pmd_t pmd)
677 {
678         return __pmd_to_phys(pmd);
679 }
680
681 static inline unsigned long pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
682 {
683         return (unsigned long)__va(pmd_page_paddr(pmd));
684 }
685
686 /* Find an entry in the third-level page table. */
687 #define pte_offset_phys(dir,addr)       (pmd_page_paddr(READ_ONCE(*(dir))) + pte_index(addr) * sizeof(pte_t))
688
689 #define pte_set_fixmap(addr)            ((pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, addr))
690 #define pte_set_fixmap_offset(pmd, addr)        pte_set_fixmap(pte_offset_phys(pmd, addr))
691 #define pte_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PTE)
692
693 #define pmd_page(pmd)                   phys_to_page(__pmd_to_phys(pmd))
694
695 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
696 #define pte_offset_kimg(dir,addr)       ((pte_t *)__phys_to_kimg(pte_offset_phys((dir), (addr))))
697
698 /*
699  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
700  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
701  */
702 #define mk_pte(page,prot)       pfn_pte(page_to_pfn(page),prot)
703
704 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
705
706 #define pmd_ERROR(e)    \
707         pr_err("%s:%d: bad pmd %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, pmd_val(e))
708
709 #define pud_none(pud)           (!pud_val(pud))
710 #define pud_bad(pud)            (!pud_table(pud))
711 #define pud_present(pud)        pte_present(pud_pte(pud))
712 #define pud_leaf(pud)           (pud_present(pud) && !pud_table(pud))
713 #define pud_valid(pud)          pte_valid(pud_pte(pud))
714 #define pud_user(pud)           pte_user(pud_pte(pud))
715 #define pud_user_exec(pud)      pte_user_exec(pud_pte(pud))
716
717 static inline bool pgtable_l4_enabled(void);
718
719 static inline void set_pud(pud_t *pudp, pud_t pud)
720 {
721         if (!pgtable_l4_enabled() && in_swapper_pgdir(pudp)) {
722                 set_swapper_pgd((pgd_t *)pudp, __pgd(pud_val(pud)));
723                 return;
724         }
725
726         WRITE_ONCE(*pudp, pud);
727
728         if (pud_valid(pud)) {
729                 dsb(ishst);
730                 isb();
731         }
732 }
733
734 static inline void pud_clear(pud_t *pudp)
735 {
736         set_pud(pudp, __pud(0));
737 }
738
739 static inline phys_addr_t pud_page_paddr(pud_t pud)
740 {
741         return __pud_to_phys(pud);
742 }
743
744 static inline pmd_t *pud_pgtable(pud_t pud)
745 {
746         return (pmd_t *)__va(pud_page_paddr(pud));
747 }
748
749 /* Find an entry in the second-level page table. */
750 #define pmd_offset_phys(dir, addr)      (pud_page_paddr(READ_ONCE(*(dir))) + pmd_index(addr) * sizeof(pmd_t))
751
752 #define pmd_set_fixmap(addr)            ((pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, addr))
753 #define pmd_set_fixmap_offset(pud, addr)        pmd_set_fixmap(pmd_offset_phys(pud, addr))
754 #define pmd_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PMD)
755
756 #define pud_page(pud)                   phys_to_page(__pud_to_phys(pud))
757
758 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
759 #define pmd_offset_kimg(dir,addr)       ((pmd_t *)__phys_to_kimg(pmd_offset_phys((dir), (addr))))
760
761 #else
762
763 #define pud_page_paddr(pud)     ({ BUILD_BUG(); 0; })
764 #define pud_user_exec(pud)      pud_user(pud) /* Always 0 with folding */
765
766 /* Match pmd_offset folding in <asm/generic/pgtable-nopmd.h> */
767 #define pmd_set_fixmap(addr)            NULL
768 #define pmd_set_fixmap_offset(pudp, addr)       ((pmd_t *)pudp)
769 #define pmd_clear_fixmap()
770
771 #define pmd_offset_kimg(dir,addr)       ((pmd_t *)dir)
772
773 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2 */
774
775 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3
776
777 static __always_inline bool pgtable_l4_enabled(void)
778 {
779         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4 || !IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_LPA2))
780                 return true;
781         if (!alternative_has_cap_likely(ARM64_ALWAYS_BOOT))
782                 return vabits_actual == VA_BITS;
783         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_VA52);
784 }
785
786 static inline bool mm_pud_folded(const struct mm_struct *mm)
787 {
788         return !pgtable_l4_enabled();
789 }
790 #define mm_pud_folded  mm_pud_folded
791
792 #define pud_ERROR(e)    \
793         pr_err("%s:%d: bad pud %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, pud_val(e))
794
795 #define p4d_none(p4d)           (pgtable_l4_enabled() && !p4d_val(p4d))
796 #define p4d_bad(p4d)            (pgtable_l4_enabled() && !(p4d_val(p4d) & 2))
797 #define p4d_present(p4d)        (!p4d_none(p4d))
798
799 static inline void set_p4d(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d)
800 {
801         if (in_swapper_pgdir(p4dp)) {
802                 set_swapper_pgd((pgd_t *)p4dp, __pgd(p4d_val(p4d)));
803                 return;
804         }
805
806         WRITE_ONCE(*p4dp, p4d);
807         dsb(ishst);
808         isb();
809 }
810
811 static inline void p4d_clear(p4d_t *p4dp)
812 {
813         if (pgtable_l4_enabled())
814                 set_p4d(p4dp, __p4d(0));
815 }
816
817 static inline phys_addr_t p4d_page_paddr(p4d_t p4d)
818 {
819         return __p4d_to_phys(p4d);
820 }
821
822 #define pud_index(addr)         (((addr) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1))
823
824 static inline pud_t *p4d_to_folded_pud(p4d_t *p4dp, unsigned long addr)
825 {
826         return (pud_t *)PTR_ALIGN_DOWN(p4dp, PAGE_SIZE) + pud_index(addr);
827 }
828
829 static inline pud_t *p4d_pgtable(p4d_t p4d)
830 {
831         return (pud_t *)__va(p4d_page_paddr(p4d));
832 }
833
834 static inline phys_addr_t pud_offset_phys(p4d_t *p4dp, unsigned long addr)
835 {
836         BUG_ON(!pgtable_l4_enabled());
837
838         return p4d_page_paddr(READ_ONCE(*p4dp)) + pud_index(addr) * sizeof(pud_t);
839 }
840
841 static inline
842 pud_t *pud_offset_lockless(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr)
843 {
844         if (!pgtable_l4_enabled())
845                 return p4d_to_folded_pud(p4dp, addr);
846         return (pud_t *)__va(p4d_page_paddr(p4d)) + pud_index(addr);
847 }
848 #define pud_offset_lockless pud_offset_lockless
849
850 static inline pud_t *pud_offset(p4d_t *p4dp, unsigned long addr)
851 {
852         return pud_offset_lockless(p4dp, READ_ONCE(*p4dp), addr);
853 }
854 #define pud_offset      pud_offset
855
856 static inline pud_t *pud_set_fixmap(unsigned long addr)
857 {
858         if (!pgtable_l4_enabled())
859                 return NULL;
860         return (pud_t *)set_fixmap_offset(FIX_PUD, addr);
861 }
862
863 static inline pud_t *pud_set_fixmap_offset(p4d_t *p4dp, unsigned long addr)
864 {
865         if (!pgtable_l4_enabled())
866                 return p4d_to_folded_pud(p4dp, addr);
867         return pud_set_fixmap(pud_offset_phys(p4dp, addr));
868 }
869
870 static inline void pud_clear_fixmap(void)
871 {
872         if (pgtable_l4_enabled())
873                 clear_fixmap(FIX_PUD);
874 }
875
876 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
877 static inline pud_t *pud_offset_kimg(p4d_t *p4dp, u64 addr)
878 {
879         if (!pgtable_l4_enabled())
880                 return p4d_to_folded_pud(p4dp, addr);
881         return (pud_t *)__phys_to_kimg(pud_offset_phys(p4dp, addr));
882 }
883
884 #define p4d_page(p4d)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(__p4d_to_phys(p4d)))
885
886 #else
887
888 static inline bool pgtable_l4_enabled(void) { return false; }
889
890 #define p4d_page_paddr(p4d)     ({ BUILD_BUG(); 0;})
891
892 /* Match pud_offset folding in <asm/generic/pgtable-nopud.h> */
893 #define pud_set_fixmap(addr)            NULL
894 #define pud_set_fixmap_offset(pgdp, addr)       ((pud_t *)pgdp)
895 #define pud_clear_fixmap()
896
897 #define pud_offset_kimg(dir,addr)       ((pud_t *)dir)
898
899 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3 */
900
901 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4
902
903 static __always_inline bool pgtable_l5_enabled(void)
904 {
905         if (!alternative_has_cap_likely(ARM64_ALWAYS_BOOT))
906                 return vabits_actual == VA_BITS;
907         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_VA52);
908 }
909
910 static inline bool mm_p4d_folded(const struct mm_struct *mm)
911 {
912         return !pgtable_l5_enabled();
913 }
914 #define mm_p4d_folded  mm_p4d_folded
915
916 #define p4d_ERROR(e)    \
917         pr_err("%s:%d: bad p4d %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, p4d_val(e))
918
919 #define pgd_none(pgd)           (pgtable_l5_enabled() && !pgd_val(pgd))
920 #define pgd_bad(pgd)            (pgtable_l5_enabled() && !(pgd_val(pgd) & 2))
921 #define pgd_present(pgd)        (!pgd_none(pgd))
922
923 static inline void set_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
924 {
925         if (in_swapper_pgdir(pgdp)) {
926                 set_swapper_pgd(pgdp, __pgd(pgd_val(pgd)));
927                 return;
928         }
929
930         WRITE_ONCE(*pgdp, pgd);
931         dsb(ishst);
932         isb();
933 }
934
935 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgdp)
936 {
937         if (pgtable_l5_enabled())
938                 set_pgd(pgdp, __pgd(0));
939 }
940
941 static inline phys_addr_t pgd_page_paddr(pgd_t pgd)
942 {
943         return __pgd_to_phys(pgd);
944 }
945
946 #define p4d_index(addr)         (((addr) >> P4D_SHIFT) & (PTRS_PER_P4D - 1))
947
948 static inline p4d_t *pgd_to_folded_p4d(pgd_t *pgdp, unsigned long addr)
949 {
950         return (p4d_t *)PTR_ALIGN_DOWN(pgdp, PAGE_SIZE) + p4d_index(addr);
951 }
952
953 static inline phys_addr_t p4d_offset_phys(pgd_t *pgdp, unsigned long addr)
954 {
955         BUG_ON(!pgtable_l5_enabled());
956
957         return pgd_page_paddr(READ_ONCE(*pgdp)) + p4d_index(addr) * sizeof(p4d_t);
958 }
959
960 static inline
961 p4d_t *p4d_offset_lockless(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr)
962 {
963         if (!pgtable_l5_enabled())
964                 return pgd_to_folded_p4d(pgdp, addr);
965         return (p4d_t *)__va(pgd_page_paddr(pgd)) + p4d_index(addr);
966 }
967 #define p4d_offset_lockless p4d_offset_lockless
968
969 static inline p4d_t *p4d_offset(pgd_t *pgdp, unsigned long addr)
970 {
971         return p4d_offset_lockless(pgdp, READ_ONCE(*pgdp), addr);
972 }
973
974 static inline p4d_t *p4d_set_fixmap(unsigned long addr)
975 {
976         if (!pgtable_l5_enabled())
977                 return NULL;
978         return (p4d_t *)set_fixmap_offset(FIX_P4D, addr);
979 }
980
981 static inline p4d_t *p4d_set_fixmap_offset(pgd_t *pgdp, unsigned long addr)
982 {
983         if (!pgtable_l5_enabled())
984                 return pgd_to_folded_p4d(pgdp, addr);
985         return p4d_set_fixmap(p4d_offset_phys(pgdp, addr));
986 }
987
988 static inline void p4d_clear_fixmap(void)
989 {
990         if (pgtable_l5_enabled())
991                 clear_fixmap(FIX_P4D);
992 }
993
994 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
995 static inline p4d_t *p4d_offset_kimg(pgd_t *pgdp, u64 addr)
996 {
997         if (!pgtable_l5_enabled())
998                 return pgd_to_folded_p4d(pgdp, addr);
999         return (p4d_t *)__phys_to_kimg(p4d_offset_phys(pgdp, addr));
1000 }
1001
1002 #define pgd_page(pgd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(__pgd_to_phys(pgd)))
1003
1004 #else
1005
1006 static inline bool pgtable_l5_enabled(void) { return false; }
1007
1008 /* Match p4d_offset folding in <asm/generic/pgtable-nop4d.h> */
1009 #define p4d_set_fixmap(addr)            NULL
1010 #define p4d_set_fixmap_offset(p4dp, addr)       ((p4d_t *)p4dp)
1011 #define p4d_clear_fixmap()
1012
1013 #define p4d_offset_kimg(dir,addr)       ((p4d_t *)dir)
1014
1015 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4 */
1016
1017 #define pgd_ERROR(e)    \
1018         pr_err("%s:%d: bad pgd %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
1019
1020 #define pgd_set_fixmap(addr)    ((pgd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PGD, addr))
1021 #define pgd_clear_fixmap()      clear_fixmap(FIX_PGD)
1022
1023 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
1024 {
1025         /*
1026          * Normal and Normal-Tagged are two different memory types and indices
1027          * in MAIR_EL1. The mask below has to include PTE_ATTRINDX_MASK.
1028          */
1029         const pteval_t mask = PTE_USER | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_RDONLY |
1030                               PTE_PROT_NONE | PTE_VALID | PTE_WRITE | PTE_GP |
1031                               PTE_ATTRINDX_MASK;
1032         /* preserve the hardware dirty information */
1033         if (pte_hw_dirty(pte))
1034                 pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
1035
1036         pte_val(pte) = (pte_val(pte) & ~mask) | (pgprot_val(newprot) & mask);
1037         /*
1038          * If we end up clearing hw dirtiness for a sw-dirty PTE, set hardware
1039          * dirtiness again.
1040          */
1041         if (pte_sw_dirty(pte))
1042                 pte = pte_mkdirty(pte);
1043         return pte;
1044 }
1045
1046 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1047 {
1048         return pte_pmd(pte_modify(pmd_pte(pmd), newprot));
1049 }
1050
1051 extern int __ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1052                                  unsigned long address, pte_t *ptep,
1053                                  pte_t entry, int dirty);
1054
1055 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1056 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
1057 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1058                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
1059                                         pmd_t entry, int dirty)
1060 {
1061         return __ptep_set_access_flags(vma, address, (pte_t *)pmdp,
1062                                                         pmd_pte(entry), dirty);
1063 }
1064
1065 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
1066 {
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
1071 {
1072         return 0;
1073 }
1074 #endif
1075
1076 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_CHECK
1077 static inline bool pte_user_accessible_page(pte_t pte)
1078 {
1079         return pte_present(pte) && (pte_user(pte) || pte_user_exec(pte));
1080 }
1081
1082 static inline bool pmd_user_accessible_page(pmd_t pmd)
1083 {
1084         return pmd_leaf(pmd) && !pmd_present_invalid(pmd) && (pmd_user(pmd) || pmd_user_exec(pmd));
1085 }
1086
1087 static inline bool pud_user_accessible_page(pud_t pud)
1088 {
1089         return pud_leaf(pud) && (pud_user(pud) || pud_user_exec(pud));
1090 }
1091 #endif
1092
1093 /*
1094  * Atomic pte/pmd modifications.
1095  */
1096 static inline int __ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1097                                               unsigned long address,
1098                                               pte_t *ptep)
1099 {
1100         pte_t old_pte, pte;
1101
1102         pte = __ptep_get(ptep);
1103         do {
1104                 old_pte = pte;
1105                 pte = pte_mkold(pte);
1106                 pte_val(pte) = cmpxchg_relaxed(&pte_val(*ptep),
1107                                                pte_val(old_pte), pte_val(pte));
1108         } while (pte_val(pte) != pte_val(old_pte));
1109
1110         return pte_young(pte);
1111 }
1112
1113 static inline int __ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1114                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
1115 {
1116         int young = __ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
1117
1118         if (young) {
1119                 /*
1120                  * We can elide the trailing DSB here since the worst that can
1121                  * happen is that a CPU continues to use the young entry in its
1122                  * TLB and we mistakenly reclaim the associated page. The
1123                  * window for such an event is bounded by the next
1124                  * context-switch, which provides a DSB to complete the TLB
1125                  * invalidation.
1126                  */
1127                 flush_tlb_page_nosync(vma, address);
1128         }
1129
1130         return young;
1131 }
1132
1133 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1134 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1135 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1136                                             unsigned long address,
1137                                             pmd_t *pmdp)
1138 {
1139         return __ptep_test_and_clear_young(vma, address, (pte_t *)pmdp);
1140 }
1141 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1142
1143 static inline pte_t __ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1144                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1145 {
1146         pte_t pte = __pte(xchg_relaxed(&pte_val(*ptep), 0));
1147
1148         page_table_check_pte_clear(mm, pte);
1149
1150         return pte;
1151 }
1152
1153 static inline void __clear_full_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1154                                 pte_t *ptep, unsigned int nr, int full)
1155 {
1156         for (;;) {
1157                 __ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
1158                 if (--nr == 0)
1159                         break;
1160                 ptep++;
1161                 addr += PAGE_SIZE;
1162         }
1163 }
1164
1165 static inline pte_t __get_and_clear_full_ptes(struct mm_struct *mm,
1166                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1167                                 unsigned int nr, int full)
1168 {
1169         pte_t pte, tmp_pte;
1170
1171         pte = __ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
1172         while (--nr) {
1173                 ptep++;
1174                 addr += PAGE_SIZE;
1175                 tmp_pte = __ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
1176                 if (pte_dirty(tmp_pte))
1177                         pte = pte_mkdirty(pte);
1178                 if (pte_young(tmp_pte))
1179                         pte = pte_mkyoung(pte);
1180         }
1181         return pte;
1182 }
1183
1184 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1185 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1186 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1187                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1188 {
1189         pmd_t pmd = __pmd(xchg_relaxed(&pmd_val(*pmdp), 0));
1190
1191         page_table_check_pmd_clear(mm, pmd);
1192
1193         return pmd;
1194 }
1195 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1196
1197 static inline void ___ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1198                                         unsigned long address, pte_t *ptep,
1199                                         pte_t pte)
1200 {
1201         pte_t old_pte;
1202
1203         do {
1204                 old_pte = pte;
1205                 pte = pte_wrprotect(pte);
1206                 pte_val(pte) = cmpxchg_relaxed(&pte_val(*ptep),
1207                                                pte_val(old_pte), pte_val(pte));
1208         } while (pte_val(pte) != pte_val(old_pte));
1209 }
1210
1211 /*
1212  * __ptep_set_wrprotect - mark read-only while trasferring potential hardware
1213  * dirty status (PTE_DBM && !PTE_RDONLY) to the software PTE_DIRTY bit.
1214  */
1215 static inline void __ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1216                                         unsigned long address, pte_t *ptep)
1217 {
1218         ___ptep_set_wrprotect(mm, address, ptep, __ptep_get(ptep));
1219 }
1220
1221 static inline void __wrprotect_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1222                                 pte_t *ptep, unsigned int nr)
1223 {
1224         unsigned int i;
1225
1226         for (i = 0; i < nr; i++, address += PAGE_SIZE, ptep++)
1227                 __ptep_set_wrprotect(mm, address, ptep);
1228 }
1229
1230 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1231 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1232 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1233                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1234 {
1235         __ptep_set_wrprotect(mm, address, (pte_t *)pmdp);
1236 }
1237
1238 #define pmdp_establish pmdp_establish
1239 static inline pmd_t pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
1240                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
1241 {
1242         page_table_check_pmd_set(vma->vm_mm, pmdp, pmd);
1243         return __pmd(xchg_relaxed(&pmd_val(*pmdp), pmd_val(pmd)));
1244 }
1245 #endif
1246
1247 /*
1248  * Encode and decode a swap entry:
1249  *      bits 0-1:       present (must be zero)
1250  *      bits 2:         remember PG_anon_exclusive
1251  *      bits 3-7:       swap type
1252  *      bits 8-57:      swap offset
1253  *      bit  58:        PTE_PROT_NONE (must be zero)
1254  */
1255 #define __SWP_TYPE_SHIFT        3
1256 #define __SWP_TYPE_BITS         5
1257 #define __SWP_OFFSET_BITS       50
1258 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1 << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
1259 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      (__SWP_TYPE_BITS + __SWP_TYPE_SHIFT)
1260 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << __SWP_OFFSET_BITS) - 1)
1261
1262 #define __swp_type(x)           (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
1263 #define __swp_offset(x)         (((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK)
1264 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { ((type) << __SWP_TYPE_SHIFT) | ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
1265
1266 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1267 #define __swp_entry_to_pte(swp) ((pte_t) { (swp).val })
1268
1269 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1270 #define __pmd_to_swp_entry(pmd)         ((swp_entry_t) { pmd_val(pmd) })
1271 #define __swp_entry_to_pmd(swp)         __pmd((swp).val)
1272 #endif /* CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION */
1273
1274 /*
1275  * Ensure that there are not more swap files than can be encoded in the kernel
1276  * PTEs.
1277  */
1278 #define MAX_SWAPFILES_CHECK() BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
1279
1280 #ifdef CONFIG_ARM64_MTE
1281
1282 #define __HAVE_ARCH_PREPARE_TO_SWAP
1283 static inline int arch_prepare_to_swap(struct page *page)
1284 {
1285         if (system_supports_mte())
1286                 return mte_save_tags(page);
1287         return 0;
1288 }
1289
1290 #define __HAVE_ARCH_SWAP_INVALIDATE
1291 static inline void arch_swap_invalidate_page(int type, pgoff_t offset)
1292 {
1293         if (system_supports_mte())
1294                 mte_invalidate_tags(type, offset);
1295 }
1296
1297 static inline void arch_swap_invalidate_area(int type)
1298 {
1299         if (system_supports_mte())
1300                 mte_invalidate_tags_area(type);
1301 }
1302
1303 #define __HAVE_ARCH_SWAP_RESTORE
1304 static inline void arch_swap_restore(swp_entry_t entry, struct folio *folio)
1305 {
1306         if (system_supports_mte())
1307                 mte_restore_tags(entry, &folio->page);
1308 }
1309
1310 #endif /* CONFIG_ARM64_MTE */
1311
1312 /*
1313  * On AArch64, the cache coherency is handled via the __set_ptes() function.
1314  */
1315 static inline void update_mmu_cache_range(struct vm_fault *vmf,
1316                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep,
1317                 unsigned int nr)
1318 {
1319         /*
1320          * We don't do anything here, so there's a very small chance of
1321          * us retaking a user fault which we just fixed up. The alternative
1322          * is doing a dsb(ishst), but that penalises the fastpath.
1323          */
1324 }
1325
1326 #define update_mmu_cache(vma, addr, ptep) \
1327         update_mmu_cache_range(NULL, vma, addr, ptep, 1)
1328 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, pmd) do { } while (0)
1329
1330 #ifdef CONFIG_ARM64_PA_BITS_52
1331 #define phys_to_ttbr(addr)      (((addr) | ((addr) >> 46)) & TTBR_BADDR_MASK_52)
1332 #else
1333 #define phys_to_ttbr(addr)      (addr)
1334 #endif
1335
1336 /*
1337  * On arm64 without hardware Access Flag, copying from user will fail because
1338  * the pte is old and cannot be marked young. So we always end up with zeroed
1339  * page after fork() + CoW for pfn mappings. We don't always have a
1340  * hardware-managed access flag on arm64.
1341  */
1342 #define arch_has_hw_pte_young           cpu_has_hw_af
1343
1344 /*
1345  * Experimentally, it's cheap to set the access flag in hardware and we
1346  * benefit from prefaulting mappings as 'old' to start with.
1347  */
1348 #define arch_wants_old_prefaulted_pte   cpu_has_hw_af
1349
1350 static inline bool pud_sect_supported(void)
1351 {
1352         return PAGE_SIZE == SZ_4K;
1353 }
1354
1355
1356 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1357 #define ptep_modify_prot_start ptep_modify_prot_start
1358 extern pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
1359                                     unsigned long addr, pte_t *ptep);
1360
1361 #define ptep_modify_prot_commit ptep_modify_prot_commit
1362 extern void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
1363                                     unsigned long addr, pte_t *ptep,
1364                                     pte_t old_pte, pte_t new_pte);
1365
1366 #ifdef CONFIG_ARM64_CONTPTE
1367
1368 /*
1369  * The contpte APIs are used to transparently manage the contiguous bit in ptes
1370  * where it is possible and makes sense to do so. The PTE_CONT bit is considered
1371  * a private implementation detail of the public ptep API (see below).
1372  */
1373 extern void __contpte_try_fold(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1374                                 pte_t *ptep, pte_t pte);
1375 extern void __contpte_try_unfold(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1376                                 pte_t *ptep, pte_t pte);
1377 extern pte_t contpte_ptep_get(pte_t *ptep, pte_t orig_pte);
1378 extern pte_t contpte_ptep_get_lockless(pte_t *orig_ptep);
1379 extern void contpte_set_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1380                                 pte_t *ptep, pte_t pte, unsigned int nr);
1381 extern void contpte_clear_full_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1382                                 pte_t *ptep, unsigned int nr, int full);
1383 extern pte_t contpte_get_and_clear_full_ptes(struct mm_struct *mm,
1384                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1385                                 unsigned int nr, int full);
1386 extern int contpte_ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1387                                 unsigned long addr, pte_t *ptep);
1388 extern int contpte_ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1389                                 unsigned long addr, pte_t *ptep);
1390 extern void contpte_wrprotect_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1391                                 pte_t *ptep, unsigned int nr);
1392 extern int contpte_ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1393                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1394                                 pte_t entry, int dirty);
1395
1396 static __always_inline void contpte_try_fold(struct mm_struct *mm,
1397                                 unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
1398 {
1399         /*
1400          * Only bother trying if both the virtual and physical addresses are
1401          * aligned and correspond to the last entry in a contig range. The core
1402          * code mostly modifies ranges from low to high, so this is the likely
1403          * the last modification in the contig range, so a good time to fold.
1404          * We can't fold special mappings, because there is no associated folio.
1405          */
1406
1407         const unsigned long contmask = CONT_PTES - 1;
1408         bool valign = ((addr >> PAGE_SHIFT) & contmask) == contmask;
1409
1410         if (unlikely(valign)) {
1411                 bool palign = (pte_pfn(pte) & contmask) == contmask;
1412
1413                 if (unlikely(palign &&
1414                     pte_valid(pte) && !pte_cont(pte) && !pte_special(pte)))
1415                         __contpte_try_fold(mm, addr, ptep, pte);
1416         }
1417 }
1418
1419 static __always_inline void contpte_try_unfold(struct mm_struct *mm,
1420                                 unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
1421 {
1422         if (unlikely(pte_valid_cont(pte)))
1423                 __contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, pte);
1424 }
1425
1426 #define pte_batch_hint pte_batch_hint
1427 static inline unsigned int pte_batch_hint(pte_t *ptep, pte_t pte)
1428 {
1429         if (!pte_valid_cont(pte))
1430                 return 1;
1431
1432         return CONT_PTES - (((unsigned long)ptep >> 3) & (CONT_PTES - 1));
1433 }
1434
1435 /*
1436  * The below functions constitute the public API that arm64 presents to the
1437  * core-mm to manipulate PTE entries within their page tables (or at least this
1438  * is the subset of the API that arm64 needs to implement). These public
1439  * versions will automatically and transparently apply the contiguous bit where
1440  * it makes sense to do so. Therefore any users that are contig-aware (e.g.
1441  * hugetlb, kernel mapper) should NOT use these APIs, but instead use the
1442  * private versions, which are prefixed with double underscore. All of these
1443  * APIs except for ptep_get_lockless() are expected to be called with the PTL
1444  * held. Although the contiguous bit is considered private to the
1445  * implementation, it is deliberately allowed to leak through the getters (e.g.
1446  * ptep_get()), back to core code. This is required so that pte_leaf_size() can
1447  * provide an accurate size for perf_get_pgtable_size(). But this leakage means
1448  * its possible a pte will be passed to a setter with the contiguous bit set, so
1449  * we explicitly clear the contiguous bit in those cases to prevent accidentally
1450  * setting it in the pgtable.
1451  */
1452
1453 #define ptep_get ptep_get
1454 static inline pte_t ptep_get(pte_t *ptep)
1455 {
1456         pte_t pte = __ptep_get(ptep);
1457
1458         if (likely(!pte_valid_cont(pte)))
1459                 return pte;
1460
1461         return contpte_ptep_get(ptep, pte);
1462 }
1463
1464 #define ptep_get_lockless ptep_get_lockless
1465 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
1466 {
1467         pte_t pte = __ptep_get(ptep);
1468
1469         if (likely(!pte_valid_cont(pte)))
1470                 return pte;
1471
1472         return contpte_ptep_get_lockless(ptep);
1473 }
1474
1475 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1476 {
1477         /*
1478          * We don't have the mm or vaddr so cannot unfold contig entries (since
1479          * it requires tlb maintenance). set_pte() is not used in core code, so
1480          * this should never even be called. Regardless do our best to service
1481          * any call and emit a warning if there is any attempt to set a pte on
1482          * top of an existing contig range.
1483          */
1484         pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1485
1486         WARN_ON_ONCE(pte_valid_cont(orig_pte));
1487         __set_pte(ptep, pte_mknoncont(pte));
1488 }
1489
1490 #define set_ptes set_ptes
1491 static __always_inline void set_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1492                                 pte_t *ptep, pte_t pte, unsigned int nr)
1493 {
1494         pte = pte_mknoncont(pte);
1495
1496         if (likely(nr == 1)) {
1497                 contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1498                 __set_ptes(mm, addr, ptep, pte, 1);
1499                 contpte_try_fold(mm, addr, ptep, pte);
1500         } else {
1501                 contpte_set_ptes(mm, addr, ptep, pte, nr);
1502         }
1503 }
1504
1505 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm,
1506                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1507 {
1508         contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1509         __pte_clear(mm, addr, ptep);
1510 }
1511
1512 #define clear_full_ptes clear_full_ptes
1513 static inline void clear_full_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1514                                 pte_t *ptep, unsigned int nr, int full)
1515 {
1516         if (likely(nr == 1)) {
1517                 contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1518                 __clear_full_ptes(mm, addr, ptep, nr, full);
1519         } else {
1520                 contpte_clear_full_ptes(mm, addr, ptep, nr, full);
1521         }
1522 }
1523
1524 #define get_and_clear_full_ptes get_and_clear_full_ptes
1525 static inline pte_t get_and_clear_full_ptes(struct mm_struct *mm,
1526                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1527                                 unsigned int nr, int full)
1528 {
1529         pte_t pte;
1530
1531         if (likely(nr == 1)) {
1532                 contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1533                 pte = __get_and_clear_full_ptes(mm, addr, ptep, nr, full);
1534         } else {
1535                 pte = contpte_get_and_clear_full_ptes(mm, addr, ptep, nr, full);
1536         }
1537
1538         return pte;
1539 }
1540
1541 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1542 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1543                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1544 {
1545         contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1546         return __ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
1547 }
1548
1549 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1550 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1551                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1552 {
1553         pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1554
1555         if (likely(!pte_valid_cont(orig_pte)))
1556                 return __ptep_test_and_clear_young(vma, addr, ptep);
1557
1558         return contpte_ptep_test_and_clear_young(vma, addr, ptep);
1559 }
1560
1561 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1562 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1563                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1564 {
1565         pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1566
1567         if (likely(!pte_valid_cont(orig_pte)))
1568                 return __ptep_clear_flush_young(vma, addr, ptep);
1569
1570         return contpte_ptep_clear_flush_young(vma, addr, ptep);
1571 }
1572
1573 #define wrprotect_ptes wrprotect_ptes
1574 static __always_inline void wrprotect_ptes(struct mm_struct *mm,
1575                                 unsigned long addr, pte_t *ptep, unsigned int nr)
1576 {
1577         if (likely(nr == 1)) {
1578                 /*
1579                  * Optimization: wrprotect_ptes() can only be called for present
1580                  * ptes so we only need to check contig bit as condition for
1581                  * unfold, and we can remove the contig bit from the pte we read
1582                  * to avoid re-reading. This speeds up fork() which is sensitive
1583                  * for order-0 folios. Equivalent to contpte_try_unfold().
1584                  */
1585                 pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1586
1587                 if (unlikely(pte_cont(orig_pte))) {
1588                         __contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, orig_pte);
1589                         orig_pte = pte_mknoncont(orig_pte);
1590                 }
1591                 ___ptep_set_wrprotect(mm, addr, ptep, orig_pte);
1592         } else {
1593                 contpte_wrprotect_ptes(mm, addr, ptep, nr);
1594         }
1595 }
1596
1597 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1598 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1599                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1600 {
1601         wrprotect_ptes(mm, addr, ptep, 1);
1602 }
1603
1604 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1605 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1606                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1607                                 pte_t entry, int dirty)
1608 {
1609         pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1610
1611         entry = pte_mknoncont(entry);
1612
1613         if (likely(!pte_valid_cont(orig_pte)))
1614                 return __ptep_set_access_flags(vma, addr, ptep, entry, dirty);
1615
1616         return contpte_ptep_set_access_flags(vma, addr, ptep, entry, dirty);
1617 }
1618
1619 #else /* CONFIG_ARM64_CONTPTE */
1620
1621 #define ptep_get                                __ptep_get
1622 #define set_pte                                 __set_pte
1623 #define set_ptes                                __set_ptes
1624 #define pte_clear                               __pte_clear
1625 #define clear_full_ptes                         __clear_full_ptes
1626 #define get_and_clear_full_ptes                 __get_and_clear_full_ptes
1627 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1628 #define ptep_get_and_clear                      __ptep_get_and_clear
1629 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1630 #define ptep_test_and_clear_young               __ptep_test_and_clear_young
1631 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1632 #define ptep_clear_flush_young                  __ptep_clear_flush_young
1633 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1634 #define ptep_set_wrprotect                      __ptep_set_wrprotect
1635 #define wrprotect_ptes                          __wrprotect_ptes
1636 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1637 #define ptep_set_access_flags                   __ptep_set_access_flags
1638
1639 #endif /* CONFIG_ARM64_CONTPTE */
1640
1641 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1642
1643 #endif /* __ASM_PGTABLE_H */
This page took 0.124825 seconds and 4 git commands to generate.