arch/arm/include/asm/pgtable.h

   1 /*
   2  *  arch/arm/include/asm/pgtable.h
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1995-2002 Russell King
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  */
  10 #ifndef _ASMARM_PGTABLE_H
  11 #define _ASMARM_PGTABLE_H
  12
  13 #include <linux/const.h>
  14 #include <asm/proc-fns.h>
  15
  16 #ifndef CONFIG_MMU
  17
  18 #include <asm-generic/4level-fixup.h>
  19 #include <asm/pgtable-nommu.h>
  20
  21 #else
  22
  23 #define __ARCH_USE_5LEVEL_HACK
  24 #include <asm-generic/pgtable-nopud.h>
  25 #include <asm/memory.h>
  26 #include <asm/pgtable-hwdef.h>
  27
  28
  29 #include <asm/tlbflush.h>
  30
  31 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
  32 #include <asm/pgtable-3level.h>
  33 #else
  34 #include <asm/pgtable-2level.h>
  35 #endif
  36
  37 /*
  38  * Just any arbitrary offset to the start of the vmalloc VM area: the
  39  * current 8MB value just means that there will be a 8MB "hole" after the
  40  * physical memory until the kernel virtual memory starts.  That means that
  41  * any out-of-bounds memory accesses will hopefully be caught.
  42  * The vmalloc() routines leaves a hole of 4kB between each vmalloced
  43  * area for the same reason. ;)
  44  */
  45 #define VMALLOC_OFFSET          (8*1024*1024)
  46 #define VMALLOC_START           (((unsigned long)high_memory + VMALLOC_OFFSET) & ~(VMALLOC_OFFSET-1))
  47 #define VMALLOC_END             0xff800000UL
  48
  49 #define LIBRARY_TEXT_START      0x0c000000
  50
  51 #ifndef __ASSEMBLY__
  52 extern void __pte_error(const char *file, int line, pte_t);
  53 extern void __pmd_error(const char *file, int line, pmd_t);
  54 extern void __pgd_error(const char *file, int line, pgd_t);
  55
  56 #define pte_ERROR(pte)          __pte_error(__FILE__, __LINE__, pte)
  57 #define pmd_ERROR(pmd)          __pmd_error(__FILE__, __LINE__, pmd)
  58 #define pgd_ERROR(pgd)          __pgd_error(__FILE__, __LINE__, pgd)
  59
  60 /*
  61  * This is the lowest virtual address we can permit any user space
  62  * mapping to be mapped at.  This is particularly important for
  63  * non-high vector CPUs.
  64  */
  65 #define FIRST_USER_ADDRESS      (PAGE_SIZE * 2)
  66
  67 /*
  68  * Use TASK_SIZE as the ceiling argument for free_pgtables() and
  69  * free_pgd_range() to avoid freeing the modules pmd when LPAE is enabled (pmd
  70  * page shared between user and kernel).
  71  */
  72 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
  73 #define USER_PGTABLES_CEILING   TASK_SIZE
  74 #endif
  75
  76 /*
  77  * The pgprot_* and protection_map entries will be fixed up in runtime
  78  * to include the cachable and bufferable bits based on memory policy,
  79  * as well as any architecture dependent bits like global/ASID and SMP
  80  * shared mapping bits.
  81  */
  82 #define _L_PTE_DEFAULT  L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG
  83
  84 extern pgprot_t         pgprot_user;
  85 extern pgprot_t         pgprot_kernel;
  86 extern pgprot_t         pgprot_hyp_device;
  87 extern pgprot_t         pgprot_s2;
  88 extern pgprot_t         pgprot_s2_device;
  89
  90 #define _MOD_PROT(p, b) __pgprot(pgprot_val(p) | (b))
  91
  92 #define PAGE_NONE               _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_XN | L_PTE_RDONLY | L_PTE_NONE)
  93 #define PAGE_SHARED             _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_XN)
  94 #define PAGE_SHARED_EXEC        _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER)
  95 #define PAGE_COPY               _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
  96 #define PAGE_COPY_EXEC          _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY)
  97 #define PAGE_READONLY           _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
  98 #define PAGE_READONLY_EXEC      _MOD_PROT(pgprot_user, L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY)
  99 #define PAGE_KERNEL             _MOD_PROT(pgprot_kernel, L_PTE_XN)
 100 #define PAGE_KERNEL_EXEC        pgprot_kernel
 101 #define PAGE_HYP                _MOD_PROT(pgprot_kernel, L_PTE_HYP | L_PTE_XN)
 102 #define PAGE_HYP_EXEC           _MOD_PROT(pgprot_kernel, L_PTE_HYP | L_PTE_RDONLY)
 103 #define PAGE_HYP_RO             _MOD_PROT(pgprot_kernel, L_PTE_HYP | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
 104 #define PAGE_HYP_DEVICE         _MOD_PROT(pgprot_hyp_device, L_PTE_HYP)
 105 #define PAGE_S2                 _MOD_PROT(pgprot_s2, L_PTE_S2_RDONLY | L_PTE_XN)
 106 #define PAGE_S2_DEVICE          _MOD_PROT(pgprot_s2_device, L_PTE_S2_RDONLY | L_PTE_XN)
 107
 108 #define __PAGE_NONE             __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN | L_PTE_NONE)
 109 #define __PAGE_SHARED           __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_XN)
 110 #define __PAGE_SHARED_EXEC      __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER)
 111 #define __PAGE_COPY             __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
 112 #define __PAGE_COPY_EXEC        __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY)
 113 #define __PAGE_READONLY         __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY | L_PTE_XN)
 114 #define __PAGE_READONLY_EXEC    __pgprot(_L_PTE_DEFAULT | L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY)
 115
 116 #define __pgprot_modify(prot,mask,bits)         \
 117         __pgprot((pgprot_val(prot) & ~(mask)) | (bits))
 118
 119 #define pgprot_noncached(prot) \
 120         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_UNCACHED)
 121
 122 #define pgprot_writecombine(prot) \
 123         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_BUFFERABLE)
 124
 125 #define pgprot_stronglyordered(prot) \
 126         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_UNCACHED)
 127
 128 #define pgprot_device(prot) \
 129         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_DEV_SHARED | L_PTE_SHARED | L_PTE_DIRTY | L_PTE_XN)
 130
 131 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_MEM_BUFFERABLE
 132 #define pgprot_dmacoherent(prot) \
 133         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_BUFFERABLE | L_PTE_XN)
 134 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
 135 struct file;
 136 extern pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
 137                                      unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
 138 #else
 139 #define pgprot_dmacoherent(prot) \
 140         __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_UNCACHED | L_PTE_XN)
 141 #endif
 142
 143 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 144
 145 /*
 146  * The table below defines the page protection levels that we insert into our
 147  * Linux page table version.  These get translated into the best that the
 148  * architecture can perform.  Note that on most ARM hardware:
 149  *  1) We cannot do execute protection
 150  *  2) If we could do execute protection, then read is implied
 151  *  3) write implies read permissions
 152  */
 153 #define __P000  __PAGE_NONE
 154 #define __P001  __PAGE_READONLY
 155 #define __P010  __PAGE_COPY
 156 #define __P011  __PAGE_COPY
 157 #define __P100  __PAGE_READONLY_EXEC
 158 #define __P101  __PAGE_READONLY_EXEC
 159 #define __P110  __PAGE_COPY_EXEC
 160 #define __P111  __PAGE_COPY_EXEC
 161
 162 #define __S000  __PAGE_NONE
 163 #define __S001  __PAGE_READONLY
 164 #define __S010  __PAGE_SHARED
 165 #define __S011  __PAGE_SHARED
 166 #define __S100  __PAGE_READONLY_EXEC
 167 #define __S101  __PAGE_READONLY_EXEC
 168 #define __S110  __PAGE_SHARED_EXEC
 169 #define __S111  __PAGE_SHARED_EXEC
 170
 171 #ifndef __ASSEMBLY__
 172 /*
 173  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
 174  * for zero-mapped memory areas etc..
 175  */
 176 extern struct page *empty_zero_page;
 177 #define ZERO_PAGE(vaddr)        (empty_zero_page)
 178
 179
 180 extern pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
 181
 182 /* to find an entry in a page-table-directory */
 183 #define pgd_index(addr)         ((addr) >> PGDIR_SHIFT)
 184
 185 #define pgd_offset(mm, addr)    ((mm)->pgd + pgd_index(addr))
 186
 187 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
 188 #define pgd_offset_k(addr)      pgd_offset(&init_mm, addr)
 189
 190 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
 191
 192 static inline pte_t *pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
 193 {
 194         return __va(pmd_val(pmd) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK);
 195 }
 196
 197 #define pmd_page(pmd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pmd_val(pmd) & PHYS_MASK))
 198
 199 #ifndef CONFIG_HIGHPTE
 200 #define __pte_map(pmd)          pmd_page_vaddr(*(pmd))
 201 #define __pte_unmap(pte)        do { } while (0)
 202 #else
 203 #define __pte_map(pmd)          (pte_t *)kmap_atomic(pmd_page(*(pmd)))
 204 #define __pte_unmap(pte)        kunmap_atomic(pte)
 205 #endif
 206
 207 #define pte_index(addr)         (((addr) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1))
 208
 209 #define pte_offset_kernel(pmd,addr)     (pmd_page_vaddr(*(pmd)) + pte_index(addr))
 210
 211 #define pte_offset_map(pmd,addr)        (__pte_map(pmd) + pte_index(addr))
 212 #define pte_unmap(pte)                  __pte_unmap(pte)
 213
 214 #define pte_pfn(pte)            ((pte_val(pte) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 215 #define pfn_pte(pfn,prot)       __pte(__pfn_to_phys(pfn) | pgprot_val(prot))
 216
 217 #define pte_page(pte)           pfn_to_page(pte_pfn(pte))
 218 #define mk_pte(page,prot)       pfn_pte(page_to_pfn(page), prot)
 219
 220 #define pte_clear(mm,addr,ptep) set_pte_ext(ptep, __pte(0), 0)
 221
 222 #define pte_isset(pte, val)     ((u32)(val) == (val) ? pte_val(pte) & (val) \
 223                                                 : !!(pte_val(pte) & (val)))
 224 #define pte_isclear(pte, val)   (!(pte_val(pte) & (val)))
 225
 226 #define pte_none(pte)           (!pte_val(pte))
 227 #define pte_present(pte)        (pte_isset((pte), L_PTE_PRESENT))
 228 #define pte_valid(pte)          (pte_isset((pte), L_PTE_VALID))
 229 #define pte_accessible(mm, pte) (mm_tlb_flush_pending(mm) ? pte_present(pte) : pte_valid(pte))
 230 #define pte_write(pte)          (pte_isclear((pte), L_PTE_RDONLY))
 231 #define pte_dirty(pte)          (pte_isset((pte), L_PTE_DIRTY))
 232 #define pte_young(pte)          (pte_isset((pte), L_PTE_YOUNG))
 233 #define pte_exec(pte)           (pte_isclear((pte), L_PTE_XN))
 234
 235 #define pte_valid_user(pte)     \
 236         (pte_valid(pte) && pte_isset((pte), L_PTE_USER) && pte_young(pte))
 237
 238 static inline bool pte_access_permitted(pte_t pte, bool write)
 239 {
 240         pteval_t mask = L_PTE_PRESENT | L_PTE_USER;
 241         pteval_t needed = mask;
 242
 243         if (write)
 244                 mask |= L_PTE_RDONLY;
 245
 246         return (pte_val(pte) & mask) == needed;
 247 }
 248 #define pte_access_permitted pte_access_permitted
 249
 250 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
 251 static inline void __sync_icache_dcache(pte_t pteval)
 252 {
 253 }
 254 #else
 255 extern void __sync_icache_dcache(pte_t pteval);
 256 #endif
 257
 258 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 259                               pte_t *ptep, pte_t pteval)
 260 {
 261         unsigned long ext = 0;
 262
 263         if (addr < TASK_SIZE && pte_valid_user(pteval)) {
 264                 if (!pte_special(pteval))
 265                         __sync_icache_dcache(pteval);
 266                 ext |= PTE_EXT_NG;
 267         }
 268
 269         set_pte_ext(ptep, pteval, ext);
 270 }
 271
 272 static inline pte_t clear_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 273 {
 274         pte_val(pte) &= ~pgprot_val(prot);
 275         return pte;
 276 }
 277
 278 static inline pte_t set_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 279 {
 280         pte_val(pte) |= pgprot_val(prot);
 281         return pte;
 282 }
 283
 284 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 285 {
 286         return set_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_RDONLY));
 287 }
 288
 289 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 290 {
 291         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_RDONLY));
 292 }
 293
 294 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 295 {
 296         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_DIRTY));
 297 }
 298
 299 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 300 {
 301         return set_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_DIRTY));
 302 }
 303
 304 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 305 {
 306         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_YOUNG));
 307 }
 308
 309 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 310 {
 311         return set_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_YOUNG));
 312 }
 313
 314 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)
 315 {
 316         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_XN));
 317 }
 318
 319 static inline pte_t pte_mknexec(pte_t pte)
 320 {
 321         return set_pte_bit(pte, __pgprot(L_PTE_XN));
 322 }
 323
 324 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 325 {
 326         const pteval_t mask = L_PTE_XN | L_PTE_RDONLY | L_PTE_USER |
 327                 L_PTE_NONE | L_PTE_VALID;
 328         pte_val(pte) = (pte_val(pte) & ~mask) | (pgprot_val(newprot) & mask);
 329         return pte;
 330 }
 331
 332 /*
 333  * Encode and decode a swap entry.  Swap entries are stored in the Linux
 334  * page tables as follows:
 335  *
 336  *   3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
 337  *   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
 338  *   <--------------- offset ------------------------> < type -> 0 0
 339  *
 340  * This gives us up to 31 swap files and 128GB per swap file.  Note that
 341  * the offset field is always non-zero.
 342  */
 343 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
 344 #define __SWP_TYPE_BITS         5
 345 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1 << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
 346 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      (__SWP_TYPE_BITS + __SWP_TYPE_SHIFT)
 347
 348 #define __swp_type(x)           (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
 349 #define __swp_offset(x)         ((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT)
 350 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { ((type) << __SWP_TYPE_SHIFT) | ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
 351
 352 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 353 #define __swp_entry_to_pte(swp) ((pte_t) { (swp).val })
 354
 355 /*
 356  * It is an error for the kernel to have more swap files than we can
 357  * encode in the PTEs.  This ensures that we know when MAX_SWAPFILES
 358  * is increased beyond what we presently support.
 359  */
 360 #define MAX_SWAPFILES_CHECK() BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
 361
 362 /* Needs to be defined here and not in linux/mm.h, as it is arch dependent */
 363 /* FIXME: this is not correct */
 364 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
 365
 366 #include <asm-generic/pgtable.h>
 367
 368 /*
 369  * We provide our own arch_get_unmapped_area to cope with VIPT caches.
 370  */
 371 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
 372 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
 373
 374 #define pgtable_cache_init() do { } while (0)
 375
 376 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 377
 378 #endif /* CONFIG_MMU */
 379
 380 #endif /* _ASMARM_PGTABLE_H */