Branch data     Line data    Source code

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