arch/riscv/include/asm/pgtable.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2012 Regents of the University of California
   4  */
   5
   6 #ifndef _ASM_RISCV_PGTABLE_H
   7 #define _ASM_RISCV_PGTABLE_H
   8
   9 #include <linux/mmzone.h>
  10 #include <linux/sizes.h>
  11
  12 #include <asm/pgtable-bits.h>
  13
  14 #ifndef CONFIG_MMU
  15 #define KERNEL_LINK_ADDR        PAGE_OFFSET
  16 #define KERN_VIRT_SIZE          (UL(-1))
  17 #else
  18
  19 #define ADDRESS_SPACE_END       (UL(-1))
  20
  21 #ifdef CONFIG_64BIT
  22 /* Leave 2GB for kernel and BPF at the end of the address space */
  23 #define KERNEL_LINK_ADDR        (ADDRESS_SPACE_END - SZ_2G + 1)
  24 #else
  25 #define KERNEL_LINK_ADDR        PAGE_OFFSET
  26 #endif
  27
  28 /* Number of entries in the page global directory */
  29 #define PTRS_PER_PGD    (PAGE_SIZE / sizeof(pgd_t))
  30 /* Number of entries in the page table */
  31 #define PTRS_PER_PTE    (PAGE_SIZE / sizeof(pte_t))
  32
  33 /*
  34  * Half of the kernel address space (1/4 of the entries of the page global
  35  * directory) is for the direct mapping.
  36  */
  37 #define KERN_VIRT_SIZE          ((PTRS_PER_PGD / 2 * PGDIR_SIZE) / 2)
  38
  39 #define VMALLOC_SIZE     (KERN_VIRT_SIZE >> 1)
  40 #define VMALLOC_END      PAGE_OFFSET
  41 #define VMALLOC_START    (PAGE_OFFSET - VMALLOC_SIZE)
  42
  43 #define BPF_JIT_REGION_SIZE     (SZ_128M)
  44 #ifdef CONFIG_64BIT
  45 #define BPF_JIT_REGION_START    (BPF_JIT_REGION_END - BPF_JIT_REGION_SIZE)
  46 #define BPF_JIT_REGION_END      (MODULES_END)
  47 #else
  48 #define BPF_JIT_REGION_START    (PAGE_OFFSET - BPF_JIT_REGION_SIZE)
  49 #define BPF_JIT_REGION_END      (VMALLOC_END)
  50 #endif
  51
  52 /* Modules always live before the kernel */
  53 #ifdef CONFIG_64BIT
  54 /* This is used to define the end of the KASAN shadow region */
  55 #define MODULES_LOWEST_VADDR    (KERNEL_LINK_ADDR - SZ_2G)
  56 #define MODULES_VADDR           (PFN_ALIGN((unsigned long)&_end) - SZ_2G)
  57 #define MODULES_END             (PFN_ALIGN((unsigned long)&_start))
  58 #endif
  59
  60 /*
  61  * Roughly size the vmemmap space to be large enough to fit enough
  62  * struct pages to map half the virtual address space. Then
  63  * position vmemmap directly below the VMALLOC region.
  64  */
  65 #ifdef CONFIG_64BIT
  66 #define VA_BITS         (pgtable_l5_enabled ? \
  67                                 57 : (pgtable_l4_enabled ? 48 : 39))
  68 #else
  69 #define VA_BITS         32
  70 #endif
  71
  72 #define VMEMMAP_SHIFT \
  73         (VA_BITS - PAGE_SHIFT - 1 + STRUCT_PAGE_MAX_SHIFT)
  74 #define VMEMMAP_SIZE    BIT(VMEMMAP_SHIFT)
  75 #define VMEMMAP_END     VMALLOC_START
  76 #define VMEMMAP_START   (VMALLOC_START - VMEMMAP_SIZE)
  77
  78 /*
  79  * Define vmemmap for pfn_to_page & page_to_pfn calls. Needed if kernel
  80  * is configured with CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP enabled.
  81  */
  82 #define vmemmap         ((struct page *)VMEMMAP_START)
  83
  84 #define PCI_IO_SIZE      SZ_16M
  85 #define PCI_IO_END       VMEMMAP_START
  86 #define PCI_IO_START     (PCI_IO_END - PCI_IO_SIZE)
  87
  88 #define FIXADDR_TOP      PCI_IO_START
  89 #ifdef CONFIG_64BIT
  90 #define MAX_FDT_SIZE     PMD_SIZE
  91 #define FIX_FDT_SIZE     (MAX_FDT_SIZE + SZ_2M)
  92 #define FIXADDR_SIZE     (PMD_SIZE + FIX_FDT_SIZE)
  93 #else
  94 #define MAX_FDT_SIZE     PGDIR_SIZE
  95 #define FIX_FDT_SIZE     MAX_FDT_SIZE
  96 #define FIXADDR_SIZE     (PGDIR_SIZE + FIX_FDT_SIZE)
  97 #endif
  98 #define FIXADDR_START    (FIXADDR_TOP - FIXADDR_SIZE)
  99
 100 #endif
 101
 102 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 103 #define XIP_OFFSET              SZ_32M
 104 #define XIP_OFFSET_MASK         (SZ_32M - 1)
 105 #else
 106 #define XIP_OFFSET              0
 107 #endif
 108
 109 #ifndef __ASSEMBLY__
 110
 111 #include <asm/page.h>
 112 #include <asm/tlbflush.h>
 113 #include <linux/mm_types.h>
 114
 115 #define __page_val_to_pfn(_val)  (((_val) & _PAGE_PFN_MASK) >> _PAGE_PFN_SHIFT)
 116
 117 #ifdef CONFIG_64BIT
 118 #include <asm/pgtable-64.h>
 119 #else
 120 #include <asm/pgtable-32.h>
 121 #endif /* CONFIG_64BIT */
 122
 123 #include <linux/page_table_check.h>
 124
 125 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 126 #define XIP_FIXUP(addr) ({                                                      \
 127         uintptr_t __a = (uintptr_t)(addr);                                      \
 128         (__a >= CONFIG_XIP_PHYS_ADDR && \
 129          __a < CONFIG_XIP_PHYS_ADDR + XIP_OFFSET * 2) ? \
 130                 __a - CONFIG_XIP_PHYS_ADDR + CONFIG_PHYS_RAM_BASE - XIP_OFFSET :\
 131                 __a;                                                            \
 132         })
 133 #else
 134 #define XIP_FIXUP(addr)         (addr)
 135 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 136
 137 struct pt_alloc_ops {
 138         pte_t *(*get_pte_virt)(phys_addr_t pa);
 139         phys_addr_t (*alloc_pte)(uintptr_t va);
 140 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 141         pmd_t *(*get_pmd_virt)(phys_addr_t pa);
 142         phys_addr_t (*alloc_pmd)(uintptr_t va);
 143         pud_t *(*get_pud_virt)(phys_addr_t pa);
 144         phys_addr_t (*alloc_pud)(uintptr_t va);
 145         p4d_t *(*get_p4d_virt)(phys_addr_t pa);
 146         phys_addr_t (*alloc_p4d)(uintptr_t va);
 147 #endif
 148 };
 149
 150 extern struct pt_alloc_ops pt_ops __initdata;
 151
 152 #ifdef CONFIG_MMU
 153 /* Number of PGD entries that a user-mode program can use */
 154 #define USER_PTRS_PER_PGD   (TASK_SIZE / PGDIR_SIZE)
 155
 156 /* Page protection bits */
 157 #define _PAGE_BASE      (_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_USER)
 158
 159 #define PAGE_NONE               __pgprot(_PAGE_PROT_NONE | _PAGE_READ)
 160 #define PAGE_READ               __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ)
 161 #define PAGE_WRITE              __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE)
 162 #define PAGE_EXEC               __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_EXEC)
 163 #define PAGE_READ_EXEC          __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ | _PAGE_EXEC)
 164 #define PAGE_WRITE_EXEC         __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ |      \
 165                                          _PAGE_EXEC | _PAGE_WRITE)
 166
 167 #define PAGE_COPY               PAGE_READ
 168 #define PAGE_COPY_EXEC          PAGE_EXEC
 169 #define PAGE_COPY_READ_EXEC     PAGE_READ_EXEC
 170 #define PAGE_SHARED             PAGE_WRITE
 171 #define PAGE_SHARED_EXEC        PAGE_WRITE_EXEC
 172
 173 #define _PAGE_KERNEL            (_PAGE_READ \
 174                                 | _PAGE_WRITE \
 175                                 | _PAGE_PRESENT \
 176                                 | _PAGE_ACCESSED \
 177                                 | _PAGE_DIRTY \
 178                                 | _PAGE_GLOBAL)
 179
 180 #define PAGE_KERNEL             __pgprot(_PAGE_KERNEL)
 181 #define PAGE_KERNEL_READ        __pgprot(_PAGE_KERNEL & ~_PAGE_WRITE)
 182 #define PAGE_KERNEL_EXEC        __pgprot(_PAGE_KERNEL | _PAGE_EXEC)
 183 #define PAGE_KERNEL_READ_EXEC   __pgprot((_PAGE_KERNEL & ~_PAGE_WRITE) \
 184                                          | _PAGE_EXEC)
 185
 186 #define PAGE_TABLE              __pgprot(_PAGE_TABLE)
 187
 188 #define _PAGE_IOREMAP   ((_PAGE_KERNEL & ~_PAGE_MTMASK) | _PAGE_IO)
 189 #define PAGE_KERNEL_IO          __pgprot(_PAGE_IOREMAP)
 190
 191 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
 192
 193 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 194 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 195 {
 196         /*
 197          * Checking for _PAGE_LEAF is needed too because:
 198          * When splitting a THP, split_huge_page() will temporarily clear
 199          * the present bit, in this situation, pmd_present() and
 200          * pmd_trans_huge() still needs to return true.
 201          */
 202         return (pmd_val(pmd) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE | _PAGE_LEAF));
 203 }
 204 #else
 205 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 206 {
 207         return (pmd_val(pmd) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE));
 208 }
 209 #endif
 210
 211 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 212 {
 213         return (pmd_val(pmd) == 0);
 214 }
 215
 216 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 217 {
 218         return !pmd_present(pmd) || (pmd_val(pmd) & _PAGE_LEAF);
 219 }
 220
 221 #define pmd_leaf        pmd_leaf
 222 static inline int pmd_leaf(pmd_t pmd)
 223 {
 224         return pmd_present(pmd) && (pmd_val(pmd) & _PAGE_LEAF);
 225 }
 226
 227 static inline void set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 228 {
 229         *pmdp = pmd;
 230 }
 231
 232 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 233 {
 234         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
 235 }
 236
 237 static inline pgd_t pfn_pgd(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
 238 {
 239         unsigned long prot_val = pgprot_val(prot);
 240
 241         ALT_THEAD_PMA(prot_val);
 242
 243         return __pgd((pfn << _PAGE_PFN_SHIFT) | prot_val);
 244 }
 245
 246 static inline unsigned long _pgd_pfn(pgd_t pgd)
 247 {
 248         return __page_val_to_pfn(pgd_val(pgd));
 249 }
 250
 251 static inline struct page *pmd_page(pmd_t pmd)
 252 {
 253         return pfn_to_page(__page_val_to_pfn(pmd_val(pmd)));
 254 }
 255
 256 static inline unsigned long pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
 257 {
 258         return (unsigned long)pfn_to_virt(__page_val_to_pfn(pmd_val(pmd)));
 259 }
 260
 261 static inline pte_t pmd_pte(pmd_t pmd)
 262 {
 263         return __pte(pmd_val(pmd));
 264 }
 265
 266 static inline pte_t pud_pte(pud_t pud)
 267 {
 268         return __pte(pud_val(pud));
 269 }
 270
 271 #ifdef CONFIG_RISCV_ISA_SVNAPOT
 272
 273 static __always_inline bool has_svnapot(void)
 274 {
 275         return riscv_has_extension_likely(RISCV_ISA_EXT_SVNAPOT);
 276 }
 277
 278 static inline unsigned long pte_napot(pte_t pte)
 279 {
 280         return pte_val(pte) & _PAGE_NAPOT;
 281 }
 282
 283 static inline pte_t pte_mknapot(pte_t pte, unsigned int order)
 284 {
 285         int pos = order - 1 + _PAGE_PFN_SHIFT;
 286         unsigned long napot_bit = BIT(pos);
 287         unsigned long napot_mask = ~GENMASK(pos, _PAGE_PFN_SHIFT);
 288
 289         return __pte((pte_val(pte) & napot_mask) | napot_bit | _PAGE_NAPOT);
 290 }
 291
 292 #else
 293
 294 static __always_inline bool has_svnapot(void) { return false; }
 295
 296 static inline unsigned long pte_napot(pte_t pte)
 297 {
 298         return 0;
 299 }
 300
 301 #endif /* CONFIG_RISCV_ISA_SVNAPOT */
 302
 303 /* Yields the page frame number (PFN) of a page table entry */
 304 static inline unsigned long pte_pfn(pte_t pte)
 305 {
 306         unsigned long res  = __page_val_to_pfn(pte_val(pte));
 307
 308         if (has_svnapot() && pte_napot(pte))
 309                 res = res & (res - 1UL);
 310
 311         return res;
 312 }
 313
 314 #define pte_page(x)     pfn_to_page(pte_pfn(x))
 315
 316 /* Constructs a page table entry */
 317 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
 318 {
 319         unsigned long prot_val = pgprot_val(prot);
 320
 321         ALT_THEAD_PMA(prot_val);
 322
 323         return __pte((pfn << _PAGE_PFN_SHIFT) | prot_val);
 324 }
 325
 326 #define mk_pte(page, prot)       pfn_pte(page_to_pfn(page), prot)
 327
 328 static inline int pte_present(pte_t pte)
 329 {
 330         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE));
 331 }
 332
 333 static inline int pte_none(pte_t pte)
 334 {
 335         return (pte_val(pte) == 0);
 336 }
 337
 338 static inline int pte_write(pte_t pte)
 339 {
 340         return pte_val(pte) & _PAGE_WRITE;
 341 }
 342
 343 static inline int pte_exec(pte_t pte)
 344 {
 345         return pte_val(pte) & _PAGE_EXEC;
 346 }
 347
 348 static inline int pte_user(pte_t pte)
 349 {
 350         return pte_val(pte) & _PAGE_USER;
 351 }
 352
 353 static inline int pte_huge(pte_t pte)
 354 {
 355         return pte_present(pte) && (pte_val(pte) & _PAGE_LEAF);
 356 }
 357
 358 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 359 {
 360         return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY;
 361 }
 362
 363 static inline int pte_young(pte_t pte)
 364 {
 365         return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED;
 366 }
 367
 368 static inline int pte_special(pte_t pte)
 369 {
 370         return pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL;
 371 }
 372
 373 /* static inline pte_t pte_rdprotect(pte_t pte) */
 374
 375 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 376 {
 377         return __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_WRITE));
 378 }
 379
 380 /* static inline pte_t pte_mkread(pte_t pte) */
 381
 382 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 383 {
 384         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_WRITE);
 385 }
 386
 387 /* static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte) */
 388
 389 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 390 {
 391         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY);
 392 }
 393
 394 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 395 {
 396         return __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_DIRTY));
 397 }
 398
 399 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 400 {
 401         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED);
 402 }
 403
 404 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 405 {
 406         return __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_ACCESSED));
 407 }
 408
 409 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 410 {
 411         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_SPECIAL);
 412 }
 413
 414 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 415 {
 416         return pte;
 417 }
 418
 419 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 420 /*
 421  * See the comment in include/asm-generic/pgtable.h
 422  */
 423 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 424 {
 425         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE)) == _PAGE_PROT_NONE;
 426 }
 427
 428 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 429 {
 430         return pte_protnone(pmd_pte(pmd));
 431 }
 432 #endif
 433
 434 /* Modify page protection bits */
 435 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 436 {
 437         unsigned long newprot_val = pgprot_val(newprot);
 438
 439         ALT_THEAD_PMA(newprot_val);
 440
 441         return __pte((pte_val(pte) & _PAGE_CHG_MASK) | newprot_val);
 442 }
 443
 444 #define pgd_ERROR(e) \
 445         pr_err("%s:%d: bad pgd " PTE_FMT ".\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
 446
 447
 448 /* Commit new configuration to MMU hardware */
 449 static inline void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma,
 450         unsigned long address, pte_t *ptep)
 451 {
 452         /*
 453          * The kernel assumes that TLBs don't cache invalid entries, but
 454          * in RISC-V, SFENCE.VMA specifies an ordering constraint, not a
 455          * cache flush; it is necessary even after writing invalid entries.
 456          * Relying on flush_tlb_fix_spurious_fault would suffice, but
 457          * the extra traps reduce performance.  So, eagerly SFENCE.VMA.
 458          */
 459         local_flush_tlb_page(address);
 460 }
 461
 462 #define __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
 463 #define update_mmu_tlb update_mmu_cache
 464
 465 static inline void update_mmu_cache_pmd(struct vm_area_struct *vma,
 466                 unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 467 {
 468         pte_t *ptep = (pte_t *)pmdp;
 469
 470         update_mmu_cache(vma, address, ptep);
 471 }
 472
 473 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 474 static inline int pte_same(pte_t pte_a, pte_t pte_b)
 475 {
 476         return pte_val(pte_a) == pte_val(pte_b);
 477 }
 478
 479 /*
 480  * Certain architectures need to do special things when PTEs within
 481  * a page table are directly modified.  Thus, the following hook is
 482  * made available.
 483  */
 484 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 485 {
 486         *ptep = pteval;
 487 }
 488
 489 void flush_icache_pte(pte_t pte);
 490
 491 static inline void __set_pte_at(struct mm_struct *mm,
 492         unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pteval)
 493 {
 494         if (pte_present(pteval) && pte_exec(pteval))
 495                 flush_icache_pte(pteval);
 496
 497         set_pte(ptep, pteval);
 498 }
 499
 500 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm,
 501         unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pteval)
 502 {
 503         page_table_check_pte_set(mm, addr, ptep, pteval);
 504         __set_pte_at(mm, addr, ptep, pteval);
 505 }
 506
 507 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm,
 508         unsigned long addr, pte_t *ptep)
 509 {
 510         __set_pte_at(mm, addr, ptep, __pte(0));
 511 }
 512
 513 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
 514 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 515                                         unsigned long address, pte_t *ptep,
 516                                         pte_t entry, int dirty)
 517 {
 518         if (!pte_same(*ptep, entry))
 519                 set_pte_at(vma->vm_mm, address, ptep, entry);
 520         /*
 521          * update_mmu_cache will unconditionally execute, handling both
 522          * the case that the PTE changed and the spurious fault case.
 523          */
 524         return true;
 525 }
 526
 527 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 528 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 529                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
 530 {
 531         pte_t pte = __pte(atomic_long_xchg((atomic_long_t *)ptep, 0));
 532
 533         page_table_check_pte_clear(mm, address, pte);
 534
 535         return pte;
 536 }
 537
 538 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 539 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 540                                             unsigned long address,
 541                                             pte_t *ptep)
 542 {
 543         if (!pte_young(*ptep))
 544                 return 0;
 545         return test_and_clear_bit(_PAGE_ACCESSED_OFFSET, &pte_val(*ptep));
 546 }
 547
 548 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 549 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 550                                       unsigned long address, pte_t *ptep)
 551 {
 552         atomic_long_and(~(unsigned long)_PAGE_WRITE, (atomic_long_t *)ptep);
 553 }
 554
 555 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 556 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 557                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
 558 {
 559         /*
 560          * This comment is borrowed from x86, but applies equally to RISC-V:
 561          *
 562          * Clearing the accessed bit without a TLB flush
 563          * doesn't cause data corruption. [ It could cause incorrect
 564          * page aging and the (mistaken) reclaim of hot pages, but the
 565          * chance of that should be relatively low. ]
 566          *
 567          * So as a performance optimization don't flush the TLB when
 568          * clearing the accessed bit, it will eventually be flushed by
 569          * a context switch or a VM operation anyway. [ In the rare
 570          * event of it not getting flushed for a long time the delay
 571          * shouldn't really matter because there's no real memory
 572          * pressure for swapout to react to. ]
 573          */
 574         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
 575 }
 576
 577 #define pgprot_noncached pgprot_noncached
 578 static inline pgprot_t pgprot_noncached(pgprot_t _prot)
 579 {
 580         unsigned long prot = pgprot_val(_prot);
 581
 582         prot &= ~_PAGE_MTMASK;
 583         prot |= _PAGE_IO;
 584
 585         return __pgprot(prot);
 586 }
 587
 588 #define pgprot_writecombine pgprot_writecombine
 589 static inline pgprot_t pgprot_writecombine(pgprot_t _prot)
 590 {
 591         unsigned long prot = pgprot_val(_prot);
 592
 593         prot &= ~_PAGE_MTMASK;
 594         prot |= _PAGE_NOCACHE;
 595
 596         return __pgprot(prot);
 597 }
 598
 599 /*
 600  * THP functions
 601  */
 602 static inline pmd_t pte_pmd(pte_t pte)
 603 {
 604         return __pmd(pte_val(pte));
 605 }
 606
 607 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
 608 {
 609         return pmd;
 610 }
 611
 612 static inline pmd_t pmd_mkinvalid(pmd_t pmd)
 613 {
 614         return __pmd(pmd_val(pmd) & ~(_PAGE_PRESENT|_PAGE_PROT_NONE));
 615 }
 616
 617 #define __pmd_to_phys(pmd)  (__page_val_to_pfn(pmd_val(pmd)) << PAGE_SHIFT)
 618
 619 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
 620 {
 621         return ((__pmd_to_phys(pmd) & PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 622 }
 623
 624 #define __pud_to_phys(pud)  (__page_val_to_pfn(pud_val(pud)) << PAGE_SHIFT)
 625
 626 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
 627 {
 628         return ((__pud_to_phys(pud) & PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 629 }
 630
 631 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 632 {
 633         return pte_pmd(pte_modify(pmd_pte(pmd), newprot));
 634 }
 635
 636 #define pmd_write pmd_write
 637 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 638 {
 639         return pte_write(pmd_pte(pmd));
 640 }
 641
 642 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 643 {
 644         return pte_dirty(pmd_pte(pmd));
 645 }
 646
 647 #define pmd_young pmd_young
 648 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 649 {
 650         return pte_young(pmd_pte(pmd));
 651 }
 652
 653 static inline int pmd_user(pmd_t pmd)
 654 {
 655         return pte_user(pmd_pte(pmd));
 656 }
 657
 658 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
 659 {
 660         return pte_pmd(pte_mkold(pmd_pte(pmd)));
 661 }
 662
 663 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
 664 {
 665         return pte_pmd(pte_mkyoung(pmd_pte(pmd)));
 666 }
 667
 668 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
 669 {
 670         return pte_pmd(pte_mkwrite(pmd_pte(pmd)));
 671 }
 672
 673 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
 674 {
 675         return pte_pmd(pte_wrprotect(pmd_pte(pmd)));
 676 }
 677
 678 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
 679 {
 680         return pte_pmd(pte_mkclean(pmd_pte(pmd)));
 681 }
 682
 683 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
 684 {
 685         return pte_pmd(pte_mkdirty(pmd_pte(pmd)));
 686 }
 687
 688 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 689                                 pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 690 {
 691         page_table_check_pmd_set(mm, addr, pmdp, pmd);
 692         return __set_pte_at(mm, addr, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(pmd));
 693 }
 694
 695 static inline void set_pud_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 696                                 pud_t *pudp, pud_t pud)
 697 {
 698         page_table_check_pud_set(mm, addr, pudp, pud);
 699         return __set_pte_at(mm, addr, (pte_t *)pudp, pud_pte(pud));
 700 }
 701
 702 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_CHECK
 703 static inline bool pte_user_accessible_page(pte_t pte)
 704 {
 705         return pte_present(pte) && pte_user(pte);
 706 }
 707
 708 static inline bool pmd_user_accessible_page(pmd_t pmd)
 709 {
 710         return pmd_leaf(pmd) && pmd_user(pmd);
 711 }
 712
 713 static inline bool pud_user_accessible_page(pud_t pud)
 714 {
 715         return pud_leaf(pud) && pud_user(pud);
 716 }
 717 #endif
 718
 719 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 720 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
 721 {
 722         return pmd_leaf(pmd);
 723 }
 724
 725 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
 726 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 727                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
 728                                         pmd_t entry, int dirty)
 729 {
 730         return ptep_set_access_flags(vma, address, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(entry), dirty);
 731 }
 732
 733 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 734 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 735                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 736 {
 737         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, (pte_t *)pmdp);
 738 }
 739
 740 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
 741 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 742                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 743 {
 744         pmd_t pmd = __pmd(atomic_long_xchg((atomic_long_t *)pmdp, 0));
 745
 746         page_table_check_pmd_clear(mm, address, pmd);
 747
 748         return pmd;
 749 }
 750
 751 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
 752 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 753                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 754 {
 755         ptep_set_wrprotect(mm, address, (pte_t *)pmdp);
 756 }
 757
 758 #define pmdp_establish pmdp_establish
 759 static inline pmd_t pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
 760                                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 761 {
 762         page_table_check_pmd_set(vma->vm_mm, address, pmdp, pmd);
 763         return __pmd(atomic_long_xchg((atomic_long_t *)pmdp, pmd_val(pmd)));
 764 }
 765
 766 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
 767 extern pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
 768                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp);
 769 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 770
 771 /*
 772  * Encode/decode swap entries and swap PTEs. Swap PTEs are all PTEs that
 773  * are !pte_none() && !pte_present().
 774  *
 775  * Format of swap PTE:
 776  *      bit            0:       _PAGE_PRESENT (zero)
 777  *      bit       1 to 3:       _PAGE_LEAF (zero)
 778  *      bit            5:       _PAGE_PROT_NONE (zero)
 779  *      bit            6:       exclusive marker
 780  *      bits      7 to 11:      swap type
 781  *      bits 11 to XLEN-1:      swap offset
 782  */
 783 #define __SWP_TYPE_SHIFT        7
 784 #define __SWP_TYPE_BITS         5
 785 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
 786 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      (__SWP_TYPE_BITS + __SWP_TYPE_SHIFT)
 787
 788 #define MAX_SWAPFILES_CHECK()   \
 789         BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
 790
 791 #define __swp_type(x)   (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
 792 #define __swp_offset(x) ((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT)
 793 #define __swp_entry(type, offset) ((swp_entry_t) \
 794         { (((type) & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT) | \
 795           ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
 796
 797 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 798 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
 799
 800 static inline int pte_swp_exclusive(pte_t pte)
 801 {
 802         return pte_val(pte) & _PAGE_SWP_EXCLUSIVE;
 803 }
 804
 805 static inline pte_t pte_swp_mkexclusive(pte_t pte)
 806 {
 807         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_SWP_EXCLUSIVE);
 808 }
 809
 810 static inline pte_t pte_swp_clear_exclusive(pte_t pte)
 811 {
 812         return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_SWP_EXCLUSIVE);
 813 }
 814
 815 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
 816 #define __pmd_to_swp_entry(pmd) ((swp_entry_t) { pmd_val(pmd) })
 817 #define __swp_entry_to_pmd(swp) __pmd((swp).val)
 818 #endif /* CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION */
 819
 820 /*
 821  * In the RV64 Linux scheme, we give the user half of the virtual-address space
 822  * and give the kernel the other (upper) half.
 823  */
 824 #ifdef CONFIG_64BIT
 825 #define KERN_VIRT_START (-(BIT(VA_BITS)) + TASK_SIZE)
 826 #else
 827 #define KERN_VIRT_START FIXADDR_START
 828 #endif
 829
 830 /*
 831  * Task size is 0x4000000000 for RV64 or 0x9fc00000 for RV32.
 832  * Note that PGDIR_SIZE must evenly divide TASK_SIZE.
 833  * Task size is:
 834  * -     0x9fc00000 (~2.5GB) for RV32.
 835  * -   0x4000000000 ( 256GB) for RV64 using SV39 mmu
 836  * - 0x800000000000 ( 128TB) for RV64 using SV48 mmu
 837  *
 838  * Note that PGDIR_SIZE must evenly divide TASK_SIZE since "RISC-V
 839  * Instruction Set Manual Volume II: Privileged Architecture" states that
 840  * "load and store effective addresses, which are 64bits, must have bits
 841  * 63–48 all equal to bit 47, or else a page-fault exception will occur."
 842  */
 843 #ifdef CONFIG_64BIT
 844 #define TASK_SIZE_64    (PGDIR_SIZE * PTRS_PER_PGD / 2)
 845 #define TASK_SIZE_MIN   (PGDIR_SIZE_L3 * PTRS_PER_PGD / 2)
 846
 847 #ifdef CONFIG_COMPAT
 848 #define TASK_SIZE_32    (_AC(0x80000000, UL) - PAGE_SIZE)
 849 #define TASK_SIZE       (test_thread_flag(TIF_32BIT) ? \
 850                          TASK_SIZE_32 : TASK_SIZE_64)
 851 #else
 852 #define TASK_SIZE       TASK_SIZE_64
 853 #endif
 854
 855 #else
 856 #define TASK_SIZE       FIXADDR_START
 857 #define TASK_SIZE_MIN   TASK_SIZE
 858 #endif
 859
 860 #else /* CONFIG_MMU */
 861
 862 #define PAGE_SHARED             __pgprot(0)
 863 #define PAGE_KERNEL             __pgprot(0)
 864 #define swapper_pg_dir          NULL
 865 #define TASK_SIZE               0xffffffffUL
 866 #define VMALLOC_START           0
 867 #define VMALLOC_END             TASK_SIZE
 868
 869 #endif /* !CONFIG_MMU */
 870
 871 extern char _start[];
 872 extern void *_dtb_early_va;
 873 extern uintptr_t _dtb_early_pa;
 874 #if defined(CONFIG_XIP_KERNEL) && defined(CONFIG_MMU)
 875 #define dtb_early_va    (*(void **)XIP_FIXUP(&_dtb_early_va))
 876 #define dtb_early_pa    (*(uintptr_t *)XIP_FIXUP(&_dtb_early_pa))
 877 #else
 878 #define dtb_early_va    _dtb_early_va
 879 #define dtb_early_pa    _dtb_early_pa
 880 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 881 extern u64 satp_mode;
 882 extern bool pgtable_l4_enabled;
 883
 884 void paging_init(void);
 885 void misc_mem_init(void);
 886
 887 /*
 888  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero,
 889  * used for zero-mapped memory areas, etc.
 890  */
 891 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
 892 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
 893
 894 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 895
 896 #endif /* _ASM_RISCV_PGTABLE_H */