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 <asm/por.h>
  38 #include <linux/mmdebug.h>
  39 #include <linux/mm_types.h>
  40 #include <linux/sched.h>
  41 #include <linux/page_table_check.h>
  42
  43 static inline void emit_pte_barriers(void)
  44 {
  45         /*
  46          * These barriers are emitted under certain conditions after a pte entry
  47          * was modified (see e.g. __set_pte_complete()). The dsb makes the store
  48          * visible to the table walker. The isb ensures that any previous
  49          * speculative "invalid translation" marker that is in the CPU's
  50          * pipeline gets cleared, so that any access to that address after
  51          * setting the pte to valid won't cause a spurious fault. If the thread
  52          * gets preempted after storing to the pgtable but before emitting these
  53          * barriers, __switch_to() emits a dsb which ensure the walker gets to
  54          * see the store. There is no guarantee of an isb being issued though.
  55          * This is safe because it will still get issued (albeit on a
  56          * potentially different CPU) when the thread starts running again,
  57          * before any access to the address.
  58          */
  59         dsb(ishst);
  60         isb();
  61 }
  62
  63 static inline void queue_pte_barriers(void)
  64 {
  65         unsigned long flags;
  66
  67         if (in_interrupt()) {
  68                 emit_pte_barriers();
  69                 return;
  70         }
  71
  72         flags = read_thread_flags();
  73
  74         if (flags & BIT(TIF_LAZY_MMU)) {
  75                 /* Avoid the atomic op if already set. */
  76                 if (!(flags & BIT(TIF_LAZY_MMU_PENDING)))
  77                         set_thread_flag(TIF_LAZY_MMU_PENDING);
  78         } else {
  79                 emit_pte_barriers();
  80         }
  81 }
  82
  83 #define  __HAVE_ARCH_ENTER_LAZY_MMU_MODE
  84 static inline void arch_enter_lazy_mmu_mode(void)
  85 {
  86         /*
  87          * lazy_mmu_mode is not supposed to permit nesting. But in practice this
  88          * does happen with CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC, where a page allocation
  89          * inside a lazy_mmu_mode section (such as zap_pte_range()) will change
  90          * permissions on the linear map with apply_to_page_range(), which
  91          * re-enters lazy_mmu_mode. So we tolerate nesting in our
  92          * implementation. The first call to arch_leave_lazy_mmu_mode() will
  93          * flush and clear the flag such that the remainder of the work in the
  94          * outer nest behaves as if outside of lazy mmu mode. This is safe and
  95          * keeps tracking simple.
  96          */
  97
  98         if (in_interrupt())
  99                 return;
 100
 101         set_thread_flag(TIF_LAZY_MMU);
 102 }
 103
 104 static inline void arch_flush_lazy_mmu_mode(void)
 105 {
 106         if (in_interrupt())
 107                 return;
 108
 109         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_LAZY_MMU_PENDING))
 110                 emit_pte_barriers();
 111 }
 112
 113 static inline void arch_leave_lazy_mmu_mode(void)
 114 {
 115         if (in_interrupt())
 116                 return;
 117
 118         arch_flush_lazy_mmu_mode();
 119         clear_thread_flag(TIF_LAZY_MMU);
 120 }
 121
 122 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 123 #define __HAVE_ARCH_FLUSH_PMD_TLB_RANGE
 124
 125 /* Set stride and tlb_level in flush_*_tlb_range */
 126 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     \
 127         __flush_tlb_range(vma, addr, end, PMD_SIZE, false, 2)
 128 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     \
 129         __flush_tlb_range(vma, addr, end, PUD_SIZE, false, 1)
 130 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 131
 132 /*
 133  * Outside of a few very special situations (e.g. hibernation), we always
 134  * use broadcast TLB invalidation instructions, therefore a spurious page
 135  * fault on one CPU which has been handled concurrently by another CPU
 136  * does not need to perform additional invalidation.
 137  */
 138 #define flush_tlb_fix_spurious_fault(vma, address, ptep) do { } while (0)
 139
 140 /*
 141  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
 142  * for zero-mapped memory areas etc..
 143  */
 144 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
 145 #define ZERO_PAGE(vaddr)        phys_to_page(__pa_symbol(empty_zero_page))
 146
 147 #define pte_ERROR(e)    \
 148         pr_err("%s:%d: bad pte %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, pte_val(e))
 149
 150 #ifdef CONFIG_ARM64_PA_BITS_52
 151 static inline phys_addr_t __pte_to_phys(pte_t pte)
 152 {
 153         pte_val(pte) &= ~PTE_MAYBE_SHARED;
 154         return (pte_val(pte) & PTE_ADDR_LOW) |
 155                 ((pte_val(pte) & PTE_ADDR_HIGH) << PTE_ADDR_HIGH_SHIFT);
 156 }
 157 static inline pteval_t __phys_to_pte_val(phys_addr_t phys)
 158 {
 159         return (phys | (phys >> PTE_ADDR_HIGH_SHIFT)) & PHYS_TO_PTE_ADDR_MASK;
 160 }
 161 #else
 162 static inline phys_addr_t __pte_to_phys(pte_t pte)
 163 {
 164         return pte_val(pte) & PTE_ADDR_LOW;
 165 }
 166
 167 static inline pteval_t __phys_to_pte_val(phys_addr_t phys)
 168 {
 169         return phys;
 170 }
 171 #endif
 172
 173 #define pte_pfn(pte)            (__pte_to_phys(pte) >> PAGE_SHIFT)
 174 #define pfn_pte(pfn,prot)       \
 175         __pte(__phys_to_pte_val((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot))
 176
 177 #define pte_none(pte)           (!pte_val(pte))
 178 #define __pte_clear(mm, addr, ptep) \
 179                                 __set_pte(ptep, __pte(0))
 180 #define pte_page(pte)           (pfn_to_page(pte_pfn(pte)))
 181
 182 /*
 183  * The following only work if pte_present(). Undefined behaviour otherwise.
 184  */
 185 #define pte_present(pte)        (pte_valid(pte) || pte_present_invalid(pte))
 186 #define pte_young(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_AF))
 187 #define pte_special(pte)        (!!(pte_val(pte) & PTE_SPECIAL))
 188 #define pte_write(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_WRITE))
 189 #define pte_rdonly(pte)         (!!(pte_val(pte) & PTE_RDONLY))
 190 #define pte_user(pte)           (!!(pte_val(pte) & PTE_USER))
 191 #define pte_user_exec(pte)      (!(pte_val(pte) & PTE_UXN))
 192 #define pte_cont(pte)           (!!(pte_val(pte) & PTE_CONT))
 193 #define pte_devmap(pte)         (!!(pte_val(pte) & PTE_DEVMAP))
 194 #define pte_tagged(pte)         ((pte_val(pte) & PTE_ATTRINDX_MASK) == \
 195                                  PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_TAGGED))
 196
 197 #define pte_cont_addr_end(addr, end)                                            \
 198 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + CONT_PTE_SIZE) & CONT_PTE_MASK;    \
 199         (__boundary - 1 < (end) - 1) ? __boundary : (end);                      \
 200 })
 201
 202 #define pmd_cont_addr_end(addr, end)                                            \
 203 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + CONT_PMD_SIZE) & CONT_PMD_MASK;    \
 204         (__boundary - 1 < (end) - 1) ? __boundary : (end);                      \
 205 })
 206
 207 #define pte_hw_dirty(pte)       (pte_write(pte) && !pte_rdonly(pte))
 208 #define pte_sw_dirty(pte)       (!!(pte_val(pte) & PTE_DIRTY))
 209 #define pte_dirty(pte)          (pte_sw_dirty(pte) || pte_hw_dirty(pte))
 210
 211 #define pte_valid(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_VALID))
 212 #define pte_present_invalid(pte) \
 213         ((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_PRESENT_INVALID)) == PTE_PRESENT_INVALID)
 214 /*
 215  * Execute-only user mappings do not have the PTE_USER bit set. All valid
 216  * kernel mappings have the PTE_UXN bit set.
 217  */
 218 #define pte_valid_not_user(pte) \
 219         ((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_USER | PTE_UXN)) == (PTE_VALID | PTE_UXN))
 220 /*
 221  * Returns true if the pte is valid and has the contiguous bit set.
 222  */
 223 #define pte_valid_cont(pte)     (pte_valid(pte) && pte_cont(pte))
 224 /*
 225  * Could the pte be present in the TLB? We must check mm_tlb_flush_pending
 226  * so that we don't erroneously return false for pages that have been
 227  * remapped as PROT_NONE but are yet to be flushed from the TLB.
 228  * Note that we can't make any assumptions based on the state of the access
 229  * flag, since __ptep_clear_flush_young() elides a DSB when invalidating the
 230  * TLB.
 231  */
 232 #define pte_accessible(mm, pte) \
 233         (mm_tlb_flush_pending(mm) ? pte_present(pte) : pte_valid(pte))
 234
 235 static inline bool por_el0_allows_pkey(u8 pkey, bool write, bool execute)
 236 {
 237         u64 por;
 238
 239         if (!system_supports_poe())
 240                 return true;
 241
 242         por = read_sysreg_s(SYS_POR_EL0);
 243
 244         if (write)
 245                 return por_elx_allows_write(por, pkey);
 246
 247         if (execute)
 248                 return por_elx_allows_exec(por, pkey);
 249
 250         return por_elx_allows_read(por, pkey);
 251 }
 252
 253 /*
 254  * p??_access_permitted() is true for valid user mappings (PTE_USER
 255  * bit set, subject to the write permission check). For execute-only
 256  * mappings, like PROT_EXEC with EPAN (both PTE_USER and PTE_UXN bits
 257  * not set) must return false. PROT_NONE mappings do not have the
 258  * PTE_VALID bit set.
 259  */
 260 #define pte_access_permitted_no_overlay(pte, write) \
 261         (((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_USER)) == (PTE_VALID | PTE_USER)) && (!(write) || pte_write(pte)))
 262 #define pte_access_permitted(pte, write) \
 263         (pte_access_permitted_no_overlay(pte, write) && \
 264         por_el0_allows_pkey(FIELD_GET(PTE_PO_IDX_MASK, pte_val(pte)), write, false))
 265 #define pmd_access_permitted(pmd, write) \
 266         (pte_access_permitted(pmd_pte(pmd), (write)))
 267 #define pud_access_permitted(pud, write) \
 268         (pte_access_permitted(pud_pte(pud), (write)))
 269
 270 static inline pte_t clear_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 271 {
 272         pte_val(pte) &= ~pgprot_val(prot);
 273         return pte;
 274 }
 275
 276 static inline pte_t set_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 277 {
 278         pte_val(pte) |= pgprot_val(prot);
 279         return pte;
 280 }
 281
 282 static inline pmd_t clear_pmd_bit(pmd_t pmd, pgprot_t prot)
 283 {
 284         pmd_val(pmd) &= ~pgprot_val(prot);
 285         return pmd;
 286 }
 287
 288 static inline pmd_t set_pmd_bit(pmd_t pmd, pgprot_t prot)
 289 {
 290         pmd_val(pmd) |= pgprot_val(prot);
 291         return pmd;
 292 }
 293
 294 static inline pte_t pte_mkwrite_novma(pte_t pte)
 295 {
 296         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
 297         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_RDONLY));
 298         return pte;
 299 }
 300
 301 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 302 {
 303         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
 304         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_RDONLY));
 305
 306         return pte;
 307 }
 308
 309 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 310 {
 311         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
 312
 313         if (pte_write(pte))
 314                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_RDONLY));
 315
 316         return pte;
 317 }
 318
 319 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 320 {
 321         /*
 322          * If hardware-dirty (PTE_WRITE/DBM bit set and PTE_RDONLY
 323          * clear), set the PTE_DIRTY bit.
 324          */
 325         if (pte_hw_dirty(pte))
 326                 pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
 327
 328         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
 329         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_RDONLY));
 330         return pte;
 331 }
 332
 333 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 334 {
 335         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
 336 }
 337
 338 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 339 {
 340         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
 341 }
 342
 343 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 344 {
 345         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SPECIAL));
 346 }
 347
 348 static inline pte_t pte_mkcont(pte_t pte)
 349 {
 350         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_CONT));
 351 }
 352
 353 static inline pte_t pte_mknoncont(pte_t pte)
 354 {
 355         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_CONT));
 356 }
 357
 358 static inline pte_t pte_mkvalid(pte_t pte)
 359 {
 360         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_VALID));
 361 }
 362
 363 static inline pte_t pte_mkinvalid(pte_t pte)
 364 {
 365         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_PRESENT_INVALID));
 366         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_VALID));
 367         return pte;
 368 }
 369
 370 static inline pmd_t pmd_mkcont(pmd_t pmd)
 371 {
 372         return __pmd(pmd_val(pmd) | PMD_SECT_CONT);
 373 }
 374
 375 static inline pte_t pte_mkdevmap(pte_t pte)
 376 {
 377         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DEVMAP | PTE_SPECIAL));
 378 }
 379
 380 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_WP
 381 static inline int pte_uffd_wp(pte_t pte)
 382 {
 383         return !!(pte_val(pte) & PTE_UFFD_WP);
 384 }
 385
 386 static inline pte_t pte_mkuffd_wp(pte_t pte)
 387 {
 388         return pte_wrprotect(set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_UFFD_WP)));
 389 }
 390
 391 static inline pte_t pte_clear_uffd_wp(pte_t pte)
 392 {
 393         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_UFFD_WP));
 394 }
 395 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_WP */
 396
 397 static inline void __set_pte_nosync(pte_t *ptep, pte_t pte)
 398 {
 399         WRITE_ONCE(*ptep, pte);
 400 }
 401
 402 static inline void __set_pte_complete(pte_t pte)
 403 {
 404         /*
 405          * Only if the new pte is valid and kernel, otherwise TLB maintenance
 406          * has the necessary barriers.
 407          */
 408         if (pte_valid_not_user(pte))
 409                 queue_pte_barriers();
 410 }
 411
 412 static inline void __set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 413 {
 414         __set_pte_nosync(ptep, pte);
 415         __set_pte_complete(pte);
 416 }
 417
 418 static inline pte_t __ptep_get(pte_t *ptep)
 419 {
 420         return READ_ONCE(*ptep);
 421 }
 422
 423 extern void __sync_icache_dcache(pte_t pteval);
 424 bool pgattr_change_is_safe(pteval_t old, pteval_t new);
 425
 426 /*
 427  * PTE bits configuration in the presence of hardware Dirty Bit Management
 428  * (PTE_WRITE == PTE_DBM):
 429  *
 430  * Dirty  Writable | PTE_RDONLY  PTE_WRITE  PTE_DIRTY (sw)
 431  *   0      0      |   1           0          0
 432  *   0      1      |   1           1          0
 433  *   1      0      |   1           0          1
 434  *   1      1      |   0           1          x
 435  *
 436  * When hardware DBM is not present, the sofware PTE_DIRTY bit is updated via
 437  * the page fault mechanism. Checking the dirty status of a pte becomes:
 438  *
 439  *   PTE_DIRTY || (PTE_WRITE && !PTE_RDONLY)
 440  */
 441
 442 static inline void __check_safe_pte_update(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
 443                                            pte_t pte)
 444 {
 445         pte_t old_pte;
 446
 447         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
 448                 return;
 449
 450         old_pte = __ptep_get(ptep);
 451
 452         if (!pte_valid(old_pte) || !pte_valid(pte))
 453                 return;
 454         if (mm != current->active_mm && atomic_read(&mm->mm_users) <= 1)
 455                 return;
 456
 457         /*
 458          * Check for potential race with hardware updates of the pte
 459          * (__ptep_set_access_flags safely changes valid ptes without going
 460          * through an invalid entry).
 461          */
 462         VM_WARN_ONCE(!pte_young(pte),
 463                      "%s: racy access flag clearing: 0x%016llx -> 0x%016llx",
 464                      __func__, pte_val(old_pte), pte_val(pte));
 465         VM_WARN_ONCE(pte_write(old_pte) && !pte_dirty(pte),
 466                      "%s: racy dirty state clearing: 0x%016llx -> 0x%016llx",
 467                      __func__, pte_val(old_pte), pte_val(pte));
 468         VM_WARN_ONCE(!pgattr_change_is_safe(pte_val(old_pte), pte_val(pte)),
 469                      "%s: unsafe attribute change: 0x%016llx -> 0x%016llx",
 470                      __func__, pte_val(old_pte), pte_val(pte));
 471 }
 472
 473 static inline void __sync_cache_and_tags(pte_t pte, unsigned int nr_pages)
 474 {
 475         if (pte_present(pte) && pte_user_exec(pte) && !pte_special(pte))
 476                 __sync_icache_dcache(pte);
 477
 478         /*
 479          * If the PTE would provide user space access to the tags associated
 480          * with it then ensure that the MTE tags are synchronised.  Although
 481          * pte_access_permitted_no_overlay() returns false for exec only
 482          * mappings, they don't expose tags (instruction fetches don't check
 483          * tags).
 484          */
 485         if (system_supports_mte() && pte_access_permitted_no_overlay(pte, false) &&
 486             !pte_special(pte) && pte_tagged(pte))
 487                 mte_sync_tags(pte, nr_pages);
 488 }
 489
 490 /*
 491  * Select all bits except the pfn
 492  */
 493 #define pte_pgprot pte_pgprot
 494 static inline pgprot_t pte_pgprot(pte_t pte)
 495 {
 496         unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
 497
 498         return __pgprot(pte_val(pfn_pte(pfn, __pgprot(0))) ^ pte_val(pte));
 499 }
 500
 501 #define pte_advance_pfn pte_advance_pfn
 502 static inline pte_t pte_advance_pfn(pte_t pte, unsigned long nr)
 503 {
 504         return pfn_pte(pte_pfn(pte) + nr, pte_pgprot(pte));
 505 }
 506
 507 /*
 508  * Hugetlb definitions.
 509  */
 510 #define HUGE_MAX_HSTATE         4
 511 #define HPAGE_SHIFT             PMD_SHIFT
 512 #define HPAGE_SIZE              (_AC(1, UL) << HPAGE_SHIFT)
 513 #define HPAGE_MASK              (~(HPAGE_SIZE - 1))
 514 #define HUGETLB_PAGE_ORDER      (HPAGE_SHIFT - PAGE_SHIFT)
 515
 516 static inline pte_t pgd_pte(pgd_t pgd)
 517 {
 518         return __pte(pgd_val(pgd));
 519 }
 520
 521 static inline pte_t p4d_pte(p4d_t p4d)
 522 {
 523         return __pte(p4d_val(p4d));
 524 }
 525
 526 static inline pte_t pud_pte(pud_t pud)
 527 {
 528         return __pte(pud_val(pud));
 529 }
 530
 531 static inline pud_t pte_pud(pte_t pte)
 532 {
 533         return __pud(pte_val(pte));
 534 }
 535
 536 static inline pmd_t pud_pmd(pud_t pud)
 537 {
 538         return __pmd(pud_val(pud));
 539 }
 540
 541 static inline pte_t pmd_pte(pmd_t pmd)
 542 {
 543         return __pte(pmd_val(pmd));
 544 }
 545
 546 static inline pmd_t pte_pmd(pte_t pte)
 547 {
 548         return __pmd(pte_val(pte));
 549 }
 550
 551 static inline pgprot_t mk_pud_sect_prot(pgprot_t prot)
 552 {
 553         return __pgprot((pgprot_val(prot) & ~PUD_TYPE_MASK) | PUD_TYPE_SECT);
 554 }
 555
 556 static inline pgprot_t mk_pmd_sect_prot(pgprot_t prot)
 557 {
 558         return __pgprot((pgprot_val(prot) & ~PMD_TYPE_MASK) | PMD_TYPE_SECT);
 559 }
 560
 561 static inline pte_t pte_swp_mkexclusive(pte_t pte)
 562 {
 563         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SWP_EXCLUSIVE));
 564 }
 565
 566 static inline bool pte_swp_exclusive(pte_t pte)
 567 {
 568         return pte_val(pte) & PTE_SWP_EXCLUSIVE;
 569 }
 570
 571 static inline pte_t pte_swp_clear_exclusive(pte_t pte)
 572 {
 573         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SWP_EXCLUSIVE));
 574 }
 575
 576 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_WP
 577 static inline pte_t pte_swp_mkuffd_wp(pte_t pte)
 578 {
 579         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SWP_UFFD_WP));
 580 }
 581
 582 static inline int pte_swp_uffd_wp(pte_t pte)
 583 {
 584         return !!(pte_val(pte) & PTE_SWP_UFFD_WP);
 585 }
 586
 587 static inline pte_t pte_swp_clear_uffd_wp(pte_t pte)
 588 {
 589         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SWP_UFFD_WP));
 590 }
 591 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_WP */
 592
 593 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 594 /*
 595  * See the comment in include/linux/pgtable.h
 596  */
 597 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 598 {
 599         /*
 600          * pte_present_invalid() tells us that the pte is invalid from HW
 601          * perspective but present from SW perspective, so the fields are to be
 602          * interpretted as per the HW layout. The second 2 checks are the unique
 603          * encoding that we use for PROT_NONE. It is insufficient to only use
 604          * the first check because we share the same encoding scheme with pmds
 605          * which support pmd_mkinvalid(), so can be present-invalid without
 606          * being PROT_NONE.
 607          */
 608         return pte_present_invalid(pte) && !pte_user(pte) && !pte_user_exec(pte);
 609 }
 610
 611 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 612 {
 613         return pte_protnone(pmd_pte(pmd));
 614 }
 615 #endif
 616
 617 #define pmd_present(pmd)        pte_present(pmd_pte(pmd))
 618 #define pmd_dirty(pmd)          pte_dirty(pmd_pte(pmd))
 619 #define pmd_young(pmd)          pte_young(pmd_pte(pmd))
 620 #define pmd_valid(pmd)          pte_valid(pmd_pte(pmd))
 621 #define pmd_user(pmd)           pte_user(pmd_pte(pmd))
 622 #define pmd_user_exec(pmd)      pte_user_exec(pmd_pte(pmd))
 623 #define pmd_cont(pmd)           pte_cont(pmd_pte(pmd))
 624 #define pmd_wrprotect(pmd)      pte_pmd(pte_wrprotect(pmd_pte(pmd)))
 625 #define pmd_mkold(pmd)          pte_pmd(pte_mkold(pmd_pte(pmd)))
 626 #define pmd_mkwrite_novma(pmd)  pte_pmd(pte_mkwrite_novma(pmd_pte(pmd)))
 627 #define pmd_mkclean(pmd)        pte_pmd(pte_mkclean(pmd_pte(pmd)))
 628 #define pmd_mkdirty(pmd)        pte_pmd(pte_mkdirty(pmd_pte(pmd)))
 629 #define pmd_mkyoung(pmd)        pte_pmd(pte_mkyoung(pmd_pte(pmd)))
 630 #define pmd_mkinvalid(pmd)      pte_pmd(pte_mkinvalid(pmd_pte(pmd)))
 631 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_WP
 632 #define pmd_uffd_wp(pmd)        pte_uffd_wp(pmd_pte(pmd))
 633 #define pmd_mkuffd_wp(pmd)      pte_pmd(pte_mkuffd_wp(pmd_pte(pmd)))
 634 #define pmd_clear_uffd_wp(pmd)  pte_pmd(pte_clear_uffd_wp(pmd_pte(pmd)))
 635 #define pmd_swp_uffd_wp(pmd)    pte_swp_uffd_wp(pmd_pte(pmd))
 636 #define pmd_swp_mkuffd_wp(pmd)  pte_pmd(pte_swp_mkuffd_wp(pmd_pte(pmd)))
 637 #define pmd_swp_clear_uffd_wp(pmd) \
 638                                 pte_pmd(pte_swp_clear_uffd_wp(pmd_pte(pmd)))
 639 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_WP */
 640
 641 #define pmd_write(pmd)          pte_write(pmd_pte(pmd))
 642
 643 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
 644 {
 645         /*
 646          * It's possible that the pmd is present-invalid on entry
 647          * and in that case it needs to remain present-invalid on
 648          * exit. So ensure the VALID bit does not get modified.
 649          */
 650         pmdval_t mask = PMD_TYPE_MASK & ~PTE_VALID;
 651         pmdval_t val = PMD_TYPE_SECT & ~PTE_VALID;
 652
 653         return __pmd((pmd_val(pmd) & ~mask) | val);
 654 }
 655
 656 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 657 #define pmd_devmap(pmd)         pte_devmap(pmd_pte(pmd))
 658 #endif
 659 static inline pmd_t pmd_mkdevmap(pmd_t pmd)
 660 {
 661         return pte_pmd(set_pte_bit(pmd_pte(pmd), __pgprot(PTE_DEVMAP)));
 662 }
 663
 664 #ifdef CONFIG_ARCH_SUPPORTS_PMD_PFNMAP
 665 #define pmd_special(pte)        (!!((pmd_val(pte) & PTE_SPECIAL)))
 666 static inline pmd_t pmd_mkspecial(pmd_t pmd)
 667 {
 668         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(PTE_SPECIAL));
 669 }
 670 #endif
 671
 672 #define __pmd_to_phys(pmd)      __pte_to_phys(pmd_pte(pmd))
 673 #define __phys_to_pmd_val(phys) __phys_to_pte_val(phys)
 674 #define pmd_pfn(pmd)            ((__pmd_to_phys(pmd) & PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 675 #define pfn_pmd(pfn,prot)       __pmd(__phys_to_pmd_val((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot))
 676
 677 #define pud_young(pud)          pte_young(pud_pte(pud))
 678 #define pud_mkyoung(pud)        pte_pud(pte_mkyoung(pud_pte(pud)))
 679 #define pud_write(pud)          pte_write(pud_pte(pud))
 680
 681 static inline pud_t pud_mkhuge(pud_t pud)
 682 {
 683         /*
 684          * It's possible that the pud is present-invalid on entry
 685          * and in that case it needs to remain present-invalid on
 686          * exit. So ensure the VALID bit does not get modified.
 687          */
 688         pudval_t mask = PUD_TYPE_MASK & ~PTE_VALID;
 689         pudval_t val = PUD_TYPE_SECT & ~PTE_VALID;
 690
 691         return __pud((pud_val(pud) & ~mask) | val);
 692 }
 693
 694 #define __pud_to_phys(pud)      __pte_to_phys(pud_pte(pud))
 695 #define __phys_to_pud_val(phys) __phys_to_pte_val(phys)
 696 #define pud_pfn(pud)            ((__pud_to_phys(pud) & PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 697 #define pfn_pud(pfn,prot)       __pud(__phys_to_pud_val((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot))
 698
 699 #define pmd_pgprot pmd_pgprot
 700 static inline pgprot_t pmd_pgprot(pmd_t pmd)
 701 {
 702         unsigned long pfn = pmd_pfn(pmd);
 703
 704         return __pgprot(pmd_val(pfn_pmd(pfn, __pgprot(0))) ^ pmd_val(pmd));
 705 }
 706
 707 #define pud_pgprot pud_pgprot
 708 static inline pgprot_t pud_pgprot(pud_t pud)
 709 {
 710         unsigned long pfn = pud_pfn(pud);
 711
 712         return __pgprot(pud_val(pfn_pud(pfn, __pgprot(0))) ^ pud_val(pud));
 713 }
 714
 715 static inline void __set_ptes_anysz(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
 716                                     pte_t pte, unsigned int nr,
 717                                     unsigned long pgsize)
 718 {
 719         unsigned long stride = pgsize >> PAGE_SHIFT;
 720
 721         switch (pgsize) {
 722         case PAGE_SIZE:
 723                 page_table_check_ptes_set(mm, ptep, pte, nr);
 724                 break;
 725         case PMD_SIZE:
 726                 page_table_check_pmds_set(mm, (pmd_t *)ptep, pte_pmd(pte), nr);
 727                 break;
 728 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 729         case PUD_SIZE:
 730                 page_table_check_puds_set(mm, (pud_t *)ptep, pte_pud(pte), nr);
 731                 break;
 732 #endif
 733         default:
 734                 VM_WARN_ON(1);
 735         }
 736
 737         __sync_cache_and_tags(pte, nr * stride);
 738
 739         for (;;) {
 740                 __check_safe_pte_update(mm, ptep, pte);
 741                 __set_pte_nosync(ptep, pte);
 742                 if (--nr == 0)
 743                         break;
 744                 ptep++;
 745                 pte = pte_advance_pfn(pte, stride);
 746         }
 747
 748         __set_pte_complete(pte);
 749 }
 750
 751 static inline void __set_ptes(struct mm_struct *mm,
 752                               unsigned long __always_unused addr,
 753                               pte_t *ptep, pte_t pte, unsigned int nr)
 754 {
 755         __set_ptes_anysz(mm, ptep, pte, nr, PAGE_SIZE);
 756 }
 757
 758 static inline void __set_pmds(struct mm_struct *mm,
 759                               unsigned long __always_unused addr,
 760                               pmd_t *pmdp, pmd_t pmd, unsigned int nr)
 761 {
 762         __set_ptes_anysz(mm, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(pmd), nr, PMD_SIZE);
 763 }
 764 #define set_pmd_at(mm, addr, pmdp, pmd) __set_pmds(mm, addr, pmdp, pmd, 1)
 765
 766 static inline void __set_puds(struct mm_struct *mm,
 767                               unsigned long __always_unused addr,
 768                               pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned int nr)
 769 {
 770         __set_ptes_anysz(mm, (pte_t *)pudp, pud_pte(pud), nr, PUD_SIZE);
 771 }
 772 #define set_pud_at(mm, addr, pudp, pud) __set_puds(mm, addr, pudp, pud, 1)
 773
 774 #define __p4d_to_phys(p4d)      __pte_to_phys(p4d_pte(p4d))
 775 #define __phys_to_p4d_val(phys) __phys_to_pte_val(phys)
 776
 777 #define __pgd_to_phys(pgd)      __pte_to_phys(pgd_pte(pgd))
 778 #define __phys_to_pgd_val(phys) __phys_to_pte_val(phys)
 779
 780 #define __pgprot_modify(prot,mask,bits) \
 781         __pgprot((pgprot_val(prot) & ~(mask)) | (bits))
 782
 783 #define pgprot_nx(prot) \
 784         __pgprot_modify(prot, PTE_MAYBE_GP, PTE_PXN)
 785
 786 #define pgprot_decrypted(prot) \
 787         __pgprot_modify(prot, PROT_NS_SHARED, PROT_NS_SHARED)
 788 #define pgprot_encrypted(prot) \
 789         __pgprot_modify(prot, PROT_NS_SHARED, 0)
 790
 791 /*
 792  * Mark the prot value as uncacheable and unbufferable.
 793  */
 794 #define pgprot_noncached(prot) \
 795         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRnE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 796 #define pgprot_writecombine(prot) \
 797         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 798 #define pgprot_device(prot) \
 799         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 800 #define pgprot_tagged(prot) \
 801         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_TAGGED))
 802 #define pgprot_mhp      pgprot_tagged
 803 /*
 804  * DMA allocations for non-coherent devices use what the Arm architecture calls
 805  * "Normal non-cacheable" memory, which permits speculation, unaligned accesses
 806  * and merging of writes.  This is different from "Device-nGnR[nE]" memory which
 807  * is intended for MMIO and thus forbids speculation, preserves access size,
 808  * requires strict alignment and can also force write responses to come from the
 809  * endpoint.
 810  */
 811 #define pgprot_dmacoherent(prot) \
 812         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, \
 813                         PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 814
 815 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
 816 struct file;
 817 extern pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
 818                                      unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
 819
 820 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
 821
 822 #define pmd_table(pmd)          ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == \
 823                                  PMD_TYPE_TABLE)
 824 #define pmd_sect(pmd)           ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == \
 825                                  PMD_TYPE_SECT)
 826 #define pmd_leaf(pmd)           (pmd_present(pmd) && !pmd_table(pmd))
 827 #define pmd_bad(pmd)            (!pmd_table(pmd))
 828
 829 #define pmd_leaf_size(pmd)      (pmd_cont(pmd) ? CONT_PMD_SIZE : PMD_SIZE)
 830 #define pte_leaf_size(pte)      (pte_cont(pte) ? CONT_PTE_SIZE : PAGE_SIZE)
 831
 832 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 833 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
 834 {
 835         /*
 836          * If pmd is present-invalid, pmd_table() won't detect it
 837          * as a table, so force the valid bit for the comparison.
 838          */
 839         return pmd_present(pmd) && !pmd_table(__pmd(pmd_val(pmd) | PTE_VALID));
 840 }
 841 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 842
 843 #if defined(CONFIG_ARM64_64K_PAGES) || CONFIG_PGTABLE_LEVELS < 3
 844 static inline bool pud_sect(pud_t pud) { return false; }
 845 static inline bool pud_table(pud_t pud) { return true; }
 846 #else
 847 #define pud_sect(pud)           ((pud_val(pud) & PUD_TYPE_MASK) == \
 848                                  PUD_TYPE_SECT)
 849 #define pud_table(pud)          ((pud_val(pud) & PUD_TYPE_MASK) == \
 850                                  PUD_TYPE_TABLE)
 851 #endif
 852
 853 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
 854 extern pgd_t idmap_pg_dir[];
 855 extern pgd_t tramp_pg_dir[];
 856 extern pgd_t reserved_pg_dir[];
 857
 858 extern void set_swapper_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd);
 859
 860 static inline bool in_swapper_pgdir(void *addr)
 861 {
 862         return ((unsigned long)addr & PAGE_MASK) ==
 863                 ((unsigned long)swapper_pg_dir & PAGE_MASK);
 864 }
 865
 866 static inline void set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 867 {
 868 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 869         if (in_swapper_pgdir(pmdp)) {
 870                 set_swapper_pgd((pgd_t *)pmdp, __pgd(pmd_val(pmd)));
 871                 return;
 872         }
 873 #endif /* __PAGETABLE_PMD_FOLDED */
 874
 875         WRITE_ONCE(*pmdp, pmd);
 876
 877         if (pmd_valid(pmd))
 878                 queue_pte_barriers();
 879 }
 880
 881 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 882 {
 883         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
 884 }
 885
 886 static inline phys_addr_t pmd_page_paddr(pmd_t pmd)
 887 {
 888         return __pmd_to_phys(pmd);
 889 }
 890
 891 static inline unsigned long pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
 892 {
 893         return (unsigned long)__va(pmd_page_paddr(pmd));
 894 }
 895
 896 /* Find an entry in the third-level page table. */
 897 #define pte_offset_phys(dir,addr)       (pmd_page_paddr(READ_ONCE(*(dir))) + pte_index(addr) * sizeof(pte_t))
 898
 899 #define pte_set_fixmap(addr)            ((pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, addr))
 900 #define pte_set_fixmap_offset(pmd, addr)        pte_set_fixmap(pte_offset_phys(pmd, addr))
 901 #define pte_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PTE)
 902
 903 #define pmd_page(pmd)                   phys_to_page(__pmd_to_phys(pmd))
 904
 905 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
 906 #define pte_offset_kimg(dir,addr)       ((pte_t *)__phys_to_kimg(pte_offset_phys((dir), (addr))))
 907
 908 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
 909
 910 #define pmd_ERROR(e)    \
 911         pr_err("%s:%d: bad pmd %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, pmd_val(e))
 912
 913 #define pud_none(pud)           (!pud_val(pud))
 914 #define pud_bad(pud)            ((pud_val(pud) & PUD_TYPE_MASK) != \
 915                                  PUD_TYPE_TABLE)
 916 #define pud_present(pud)        pte_present(pud_pte(pud))
 917 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 918 #define pud_leaf(pud)           (pud_present(pud) && !pud_table(pud))
 919 #else
 920 #define pud_leaf(pud)           false
 921 #endif
 922 #define pud_valid(pud)          pte_valid(pud_pte(pud))
 923 #define pud_user(pud)           pte_user(pud_pte(pud))
 924 #define pud_user_exec(pud)      pte_user_exec(pud_pte(pud))
 925
 926 static inline bool pgtable_l4_enabled(void);
 927
 928 static inline void set_pud(pud_t *pudp, pud_t pud)
 929 {
 930         if (!pgtable_l4_enabled() && in_swapper_pgdir(pudp)) {
 931                 set_swapper_pgd((pgd_t *)pudp, __pgd(pud_val(pud)));
 932                 return;
 933         }
 934
 935         WRITE_ONCE(*pudp, pud);
 936
 937         if (pud_valid(pud))
 938                 queue_pte_barriers();
 939 }
 940
 941 static inline void pud_clear(pud_t *pudp)
 942 {
 943         set_pud(pudp, __pud(0));
 944 }
 945
 946 static inline phys_addr_t pud_page_paddr(pud_t pud)
 947 {
 948         return __pud_to_phys(pud);
 949 }
 950
 951 static inline pmd_t *pud_pgtable(pud_t pud)
 952 {
 953         return (pmd_t *)__va(pud_page_paddr(pud));
 954 }
 955
 956 /* Find an entry in the second-level page table. */
 957 #define pmd_offset_phys(dir, addr)      (pud_page_paddr(READ_ONCE(*(dir))) + pmd_index(addr) * sizeof(pmd_t))
 958
 959 #define pmd_set_fixmap(addr)            ((pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, addr))
 960 #define pmd_set_fixmap_offset(pud, addr)        pmd_set_fixmap(pmd_offset_phys(pud, addr))
 961 #define pmd_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PMD)
 962
 963 #define pud_page(pud)                   phys_to_page(__pud_to_phys(pud))
 964
 965 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
 966 #define pmd_offset_kimg(dir,addr)       ((pmd_t *)__phys_to_kimg(pmd_offset_phys((dir), (addr))))
 967
 968 #else
 969
 970 #define pud_valid(pud)          false
 971 #define pud_page_paddr(pud)     ({ BUILD_BUG(); 0; })
 972 #define pud_user_exec(pud)      pud_user(pud) /* Always 0 with folding */
 973
 974 /* Match pmd_offset folding in <asm/generic/pgtable-nopmd.h> */
 975 #define pmd_set_fixmap(addr)            NULL
 976 #define pmd_set_fixmap_offset(pudp, addr)       ((pmd_t *)pudp)
 977 #define pmd_clear_fixmap()
 978
 979 #define pmd_offset_kimg(dir,addr)       ((pmd_t *)dir)
 980
 981 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2 */
 982
 983 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3
 984
 985 static __always_inline bool pgtable_l4_enabled(void)
 986 {
 987         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4 || !IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_LPA2))
 988                 return true;
 989         if (!alternative_has_cap_likely(ARM64_ALWAYS_BOOT))
 990                 return vabits_actual == VA_BITS;
 991         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_VA52);
 992 }
 993
 994 static inline bool mm_pud_folded(const struct mm_struct *mm)
 995 {
 996         return !pgtable_l4_enabled();
 997 }
 998 #define mm_pud_folded  mm_pud_folded
 999
1000 #define pud_ERROR(e)    \
1001         pr_err("%s:%d: bad pud %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, pud_val(e))
1002
1003 #define p4d_none(p4d)           (pgtable_l4_enabled() && !p4d_val(p4d))
1004 #define p4d_bad(p4d)            (pgtable_l4_enabled() && \
1005                                 ((p4d_val(p4d) & P4D_TYPE_MASK) != \
1006                                  P4D_TYPE_TABLE))
1007 #define p4d_present(p4d)        (!p4d_none(p4d))
1008
1009 static inline void set_p4d(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d)
1010 {
1011         if (in_swapper_pgdir(p4dp)) {
1012                 set_swapper_pgd((pgd_t *)p4dp, __pgd(p4d_val(p4d)));
1013                 return;
1014         }
1015
1016         WRITE_ONCE(*p4dp, p4d);
1017         queue_pte_barriers();
1018 }
1019
1020 static inline void p4d_clear(p4d_t *p4dp)
1021 {
1022         if (pgtable_l4_enabled())
1023                 set_p4d(p4dp, __p4d(0));
1024 }
1025
1026 static inline phys_addr_t p4d_page_paddr(p4d_t p4d)
1027 {
1028         return __p4d_to_phys(p4d);
1029 }
1030
1031 #define pud_index(addr)         (((addr) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1))
1032
1033 static inline pud_t *p4d_to_folded_pud(p4d_t *p4dp, unsigned long addr)
1034 {
1035         /* Ensure that 'p4dp' indexes a page table according to 'addr' */
1036         VM_BUG_ON(((addr >> P4D_SHIFT) ^ ((u64)p4dp >> 3)) % PTRS_PER_P4D);
1037
1038         return (pud_t *)PTR_ALIGN_DOWN(p4dp, PAGE_SIZE) + pud_index(addr);
1039 }
1040
1041 static inline pud_t *p4d_pgtable(p4d_t p4d)
1042 {
1043         return (pud_t *)__va(p4d_page_paddr(p4d));
1044 }
1045
1046 static inline phys_addr_t pud_offset_phys(p4d_t *p4dp, unsigned long addr)
1047 {
1048         BUG_ON(!pgtable_l4_enabled());
1049
1050         return p4d_page_paddr(READ_ONCE(*p4dp)) + pud_index(addr) * sizeof(pud_t);
1051 }
1052
1053 static inline
1054 pud_t *pud_offset_lockless(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr)
1055 {
1056         if (!pgtable_l4_enabled())
1057                 return p4d_to_folded_pud(p4dp, addr);
1058         return (pud_t *)__va(p4d_page_paddr(p4d)) + pud_index(addr);
1059 }
1060 #define pud_offset_lockless pud_offset_lockless
1061
1062 static inline pud_t *pud_offset(p4d_t *p4dp, unsigned long addr)
1063 {
1064         return pud_offset_lockless(p4dp, READ_ONCE(*p4dp), addr);
1065 }
1066 #define pud_offset      pud_offset
1067
1068 static inline pud_t *pud_set_fixmap(unsigned long addr)
1069 {
1070         if (!pgtable_l4_enabled())
1071                 return NULL;
1072         return (pud_t *)set_fixmap_offset(FIX_PUD, addr);
1073 }
1074
1075 static inline pud_t *pud_set_fixmap_offset(p4d_t *p4dp, unsigned long addr)
1076 {
1077         if (!pgtable_l4_enabled())
1078                 return p4d_to_folded_pud(p4dp, addr);
1079         return pud_set_fixmap(pud_offset_phys(p4dp, addr));
1080 }
1081
1082 static inline void pud_clear_fixmap(void)
1083 {
1084         if (pgtable_l4_enabled())
1085                 clear_fixmap(FIX_PUD);
1086 }
1087
1088 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
1089 static inline pud_t *pud_offset_kimg(p4d_t *p4dp, u64 addr)
1090 {
1091         if (!pgtable_l4_enabled())
1092                 return p4d_to_folded_pud(p4dp, addr);
1093         return (pud_t *)__phys_to_kimg(pud_offset_phys(p4dp, addr));
1094 }
1095
1096 #define p4d_page(p4d)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(__p4d_to_phys(p4d)))
1097
1098 #else
1099
1100 static inline bool pgtable_l4_enabled(void) { return false; }
1101
1102 #define p4d_page_paddr(p4d)     ({ BUILD_BUG(); 0;})
1103
1104 /* Match pud_offset folding in <asm/generic/pgtable-nopud.h> */
1105 #define pud_set_fixmap(addr)            NULL
1106 #define pud_set_fixmap_offset(pgdp, addr)       ((pud_t *)pgdp)
1107 #define pud_clear_fixmap()
1108
1109 #define pud_offset_kimg(dir,addr)       ((pud_t *)dir)
1110
1111 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3 */
1112
1113 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4
1114
1115 static __always_inline bool pgtable_l5_enabled(void)
1116 {
1117         if (!alternative_has_cap_likely(ARM64_ALWAYS_BOOT))
1118                 return vabits_actual == VA_BITS;
1119         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_VA52);
1120 }
1121
1122 static inline bool mm_p4d_folded(const struct mm_struct *mm)
1123 {
1124         return !pgtable_l5_enabled();
1125 }
1126 #define mm_p4d_folded  mm_p4d_folded
1127
1128 #define p4d_ERROR(e)    \
1129         pr_err("%s:%d: bad p4d %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, p4d_val(e))
1130
1131 #define pgd_none(pgd)           (pgtable_l5_enabled() && !pgd_val(pgd))
1132 #define pgd_bad(pgd)            (pgtable_l5_enabled() && \
1133                                 ((pgd_val(pgd) & PGD_TYPE_MASK) != \
1134                                  PGD_TYPE_TABLE))
1135 #define pgd_present(pgd)        (!pgd_none(pgd))
1136
1137 static inline void set_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
1138 {
1139         if (in_swapper_pgdir(pgdp)) {
1140                 set_swapper_pgd(pgdp, __pgd(pgd_val(pgd)));
1141                 return;
1142         }
1143
1144         WRITE_ONCE(*pgdp, pgd);
1145         queue_pte_barriers();
1146 }
1147
1148 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgdp)
1149 {
1150         if (pgtable_l5_enabled())
1151                 set_pgd(pgdp, __pgd(0));
1152 }
1153
1154 static inline phys_addr_t pgd_page_paddr(pgd_t pgd)
1155 {
1156         return __pgd_to_phys(pgd);
1157 }
1158
1159 #define p4d_index(addr)         (((addr) >> P4D_SHIFT) & (PTRS_PER_P4D - 1))
1160
1161 static inline p4d_t *pgd_to_folded_p4d(pgd_t *pgdp, unsigned long addr)
1162 {
1163         /* Ensure that 'pgdp' indexes a page table according to 'addr' */
1164         VM_BUG_ON(((addr >> PGDIR_SHIFT) ^ ((u64)pgdp >> 3)) % PTRS_PER_PGD);
1165
1166         return (p4d_t *)PTR_ALIGN_DOWN(pgdp, PAGE_SIZE) + p4d_index(addr);
1167 }
1168
1169 static inline phys_addr_t p4d_offset_phys(pgd_t *pgdp, unsigned long addr)
1170 {
1171         BUG_ON(!pgtable_l5_enabled());
1172
1173         return pgd_page_paddr(READ_ONCE(*pgdp)) + p4d_index(addr) * sizeof(p4d_t);
1174 }
1175
1176 static inline
1177 p4d_t *p4d_offset_lockless(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr)
1178 {
1179         if (!pgtable_l5_enabled())
1180                 return pgd_to_folded_p4d(pgdp, addr);
1181         return (p4d_t *)__va(pgd_page_paddr(pgd)) + p4d_index(addr);
1182 }
1183 #define p4d_offset_lockless p4d_offset_lockless
1184
1185 static inline p4d_t *p4d_offset(pgd_t *pgdp, unsigned long addr)
1186 {
1187         return p4d_offset_lockless(pgdp, READ_ONCE(*pgdp), addr);
1188 }
1189
1190 static inline p4d_t *p4d_set_fixmap(unsigned long addr)
1191 {
1192         if (!pgtable_l5_enabled())
1193                 return NULL;
1194         return (p4d_t *)set_fixmap_offset(FIX_P4D, addr);
1195 }
1196
1197 static inline p4d_t *p4d_set_fixmap_offset(pgd_t *pgdp, unsigned long addr)
1198 {
1199         if (!pgtable_l5_enabled())
1200                 return pgd_to_folded_p4d(pgdp, addr);
1201         return p4d_set_fixmap(p4d_offset_phys(pgdp, addr));
1202 }
1203
1204 static inline void p4d_clear_fixmap(void)
1205 {
1206         if (pgtable_l5_enabled())
1207                 clear_fixmap(FIX_P4D);
1208 }
1209
1210 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
1211 static inline p4d_t *p4d_offset_kimg(pgd_t *pgdp, u64 addr)
1212 {
1213         if (!pgtable_l5_enabled())
1214                 return pgd_to_folded_p4d(pgdp, addr);
1215         return (p4d_t *)__phys_to_kimg(p4d_offset_phys(pgdp, addr));
1216 }
1217
1218 #define pgd_page(pgd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(__pgd_to_phys(pgd)))
1219
1220 #else
1221
1222 static inline bool pgtable_l5_enabled(void) { return false; }
1223
1224 #define p4d_index(addr)         (((addr) >> P4D_SHIFT) & (PTRS_PER_P4D - 1))
1225
1226 /* Match p4d_offset folding in <asm/generic/pgtable-nop4d.h> */
1227 #define p4d_set_fixmap(addr)            NULL
1228 #define p4d_set_fixmap_offset(p4dp, addr)       ((p4d_t *)p4dp)
1229 #define p4d_clear_fixmap()
1230
1231 #define p4d_offset_kimg(dir,addr)       ((p4d_t *)dir)
1232
1233 static inline
1234 p4d_t *p4d_offset_lockless_folded(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr)
1235 {
1236         /*
1237          * With runtime folding of the pud, pud_offset_lockless() passes
1238          * the 'pgd_t *' we return here to p4d_to_folded_pud(), which
1239          * will offset the pointer assuming that it points into
1240          * a page-table page. However, the fast GUP path passes us a
1241          * pgd_t allocated on the stack and so we must use the original
1242          * pointer in 'pgdp' to construct the p4d pointer instead of
1243          * using the generic p4d_offset_lockless() implementation.
1244          *
1245          * Note: reusing the original pointer means that we may
1246          * dereference the same (live) page-table entry multiple times.
1247          * This is safe because it is still only loaded once in the
1248          * context of each level and the CPU guarantees same-address
1249          * read-after-read ordering.
1250          */
1251         return p4d_offset(pgdp, addr);
1252 }
1253 #define p4d_offset_lockless p4d_offset_lockless_folded
1254
1255 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4 */
1256
1257 #define pgd_ERROR(e)    \
1258         pr_err("%s:%d: bad pgd %016llx.\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
1259
1260 #define pgd_set_fixmap(addr)    ((pgd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PGD, addr))
1261 #define pgd_clear_fixmap()      clear_fixmap(FIX_PGD)
1262
1263 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
1264 {
1265         /*
1266          * Normal and Normal-Tagged are two different memory types and indices
1267          * in MAIR_EL1. The mask below has to include PTE_ATTRINDX_MASK.
1268          */
1269         const pteval_t mask = PTE_USER | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_RDONLY |
1270                               PTE_PRESENT_INVALID | PTE_VALID | PTE_WRITE |
1271                               PTE_GP | PTE_ATTRINDX_MASK | PTE_PO_IDX_MASK;
1272
1273         /* preserve the hardware dirty information */
1274         if (pte_hw_dirty(pte))
1275                 pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
1276
1277         pte_val(pte) = (pte_val(pte) & ~mask) | (pgprot_val(newprot) & mask);
1278         /*
1279          * If we end up clearing hw dirtiness for a sw-dirty PTE, set hardware
1280          * dirtiness again.
1281          */
1282         if (pte_sw_dirty(pte))
1283                 pte = pte_mkdirty(pte);
1284         return pte;
1285 }
1286
1287 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1288 {
1289         return pte_pmd(pte_modify(pmd_pte(pmd), newprot));
1290 }
1291
1292 extern int __ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1293                                  unsigned long address, pte_t *ptep,
1294                                  pte_t entry, int dirty);
1295
1296 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1297 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
1298 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1299                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
1300                                         pmd_t entry, int dirty)
1301 {
1302         return __ptep_set_access_flags(vma, address, (pte_t *)pmdp,
1303                                                         pmd_pte(entry), dirty);
1304 }
1305
1306 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
1307 {
1308         return 0;
1309 }
1310
1311 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
1312 {
1313         return 0;
1314 }
1315 #endif
1316
1317 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_CHECK
1318 static inline bool pte_user_accessible_page(pte_t pte)
1319 {
1320         return pte_valid(pte) && (pte_user(pte) || pte_user_exec(pte));
1321 }
1322
1323 static inline bool pmd_user_accessible_page(pmd_t pmd)
1324 {
1325         return pmd_valid(pmd) && !pmd_table(pmd) && (pmd_user(pmd) || pmd_user_exec(pmd));
1326 }
1327
1328 static inline bool pud_user_accessible_page(pud_t pud)
1329 {
1330         return pud_valid(pud) && !pud_table(pud) && (pud_user(pud) || pud_user_exec(pud));
1331 }
1332 #endif
1333
1334 /*
1335  * Atomic pte/pmd modifications.
1336  */
1337 static inline int __ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1338                                               unsigned long address,
1339                                               pte_t *ptep)
1340 {
1341         pte_t old_pte, pte;
1342
1343         pte = __ptep_get(ptep);
1344         do {
1345                 old_pte = pte;
1346                 pte = pte_mkold(pte);
1347                 pte_val(pte) = cmpxchg_relaxed(&pte_val(*ptep),
1348                                                pte_val(old_pte), pte_val(pte));
1349         } while (pte_val(pte) != pte_val(old_pte));
1350
1351         return pte_young(pte);
1352 }
1353
1354 static inline int __ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1355                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
1356 {
1357         int young = __ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
1358
1359         if (young) {
1360                 /*
1361                  * We can elide the trailing DSB here since the worst that can
1362                  * happen is that a CPU continues to use the young entry in its
1363                  * TLB and we mistakenly reclaim the associated page. The
1364                  * window for such an event is bounded by the next
1365                  * context-switch, which provides a DSB to complete the TLB
1366                  * invalidation.
1367                  */
1368                 flush_tlb_page_nosync(vma, address);
1369         }
1370
1371         return young;
1372 }
1373
1374 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG)
1375 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1376 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1377                                             unsigned long address,
1378                                             pmd_t *pmdp)
1379 {
1380         /* Operation applies to PMD table entry only if FEAT_HAFT is enabled */
1381         VM_WARN_ON(pmd_table(READ_ONCE(*pmdp)) && !system_supports_haft());
1382         return __ptep_test_and_clear_young(vma, address, (pte_t *)pmdp);
1383 }
1384 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG */
1385
1386 static inline pte_t __ptep_get_and_clear_anysz(struct mm_struct *mm,
1387                                                pte_t *ptep,
1388                                                unsigned long pgsize)
1389 {
1390         pte_t pte = __pte(xchg_relaxed(&pte_val(*ptep), 0));
1391
1392         switch (pgsize) {
1393         case PAGE_SIZE:
1394                 page_table_check_pte_clear(mm, pte);
1395                 break;
1396         case PMD_SIZE:
1397                 page_table_check_pmd_clear(mm, pte_pmd(pte));
1398                 break;
1399 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1400         case PUD_SIZE:
1401                 page_table_check_pud_clear(mm, pte_pud(pte));
1402                 break;
1403 #endif
1404         default:
1405                 VM_WARN_ON(1);
1406         }
1407
1408         return pte;
1409 }
1410
1411 static inline pte_t __ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1412                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1413 {
1414         return __ptep_get_and_clear_anysz(mm, ptep, PAGE_SIZE);
1415 }
1416
1417 static inline void __clear_full_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1418                                 pte_t *ptep, unsigned int nr, int full)
1419 {
1420         for (;;) {
1421                 __ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
1422                 if (--nr == 0)
1423                         break;
1424                 ptep++;
1425                 addr += PAGE_SIZE;
1426         }
1427 }
1428
1429 static inline pte_t __get_and_clear_full_ptes(struct mm_struct *mm,
1430                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1431                                 unsigned int nr, int full)
1432 {
1433         pte_t pte, tmp_pte;
1434
1435         pte = __ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
1436         while (--nr) {
1437                 ptep++;
1438                 addr += PAGE_SIZE;
1439                 tmp_pte = __ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
1440                 if (pte_dirty(tmp_pte))
1441                         pte = pte_mkdirty(pte);
1442                 if (pte_young(tmp_pte))
1443                         pte = pte_mkyoung(pte);
1444         }
1445         return pte;
1446 }
1447
1448 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1449 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1450 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1451                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1452 {
1453         return pte_pmd(__ptep_get_and_clear_anysz(mm, (pte_t *)pmdp, PMD_SIZE));
1454 }
1455 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1456
1457 static inline void ___ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1458                                         unsigned long address, pte_t *ptep,
1459                                         pte_t pte)
1460 {
1461         pte_t old_pte;
1462
1463         do {
1464                 old_pte = pte;
1465                 pte = pte_wrprotect(pte);
1466                 pte_val(pte) = cmpxchg_relaxed(&pte_val(*ptep),
1467                                                pte_val(old_pte), pte_val(pte));
1468         } while (pte_val(pte) != pte_val(old_pte));
1469 }
1470
1471 /*
1472  * __ptep_set_wrprotect - mark read-only while transferring potential hardware
1473  * dirty status (PTE_DBM && !PTE_RDONLY) to the software PTE_DIRTY bit.
1474  */
1475 static inline void __ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1476                                         unsigned long address, pte_t *ptep)
1477 {
1478         ___ptep_set_wrprotect(mm, address, ptep, __ptep_get(ptep));
1479 }
1480
1481 static inline void __wrprotect_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1482                                 pte_t *ptep, unsigned int nr)
1483 {
1484         unsigned int i;
1485
1486         for (i = 0; i < nr; i++, address += PAGE_SIZE, ptep++)
1487                 __ptep_set_wrprotect(mm, address, ptep);
1488 }
1489
1490 static inline void __clear_young_dirty_pte(struct vm_area_struct *vma,
1491                                            unsigned long addr, pte_t *ptep,
1492                                            pte_t pte, cydp_t flags)
1493 {
1494         pte_t old_pte;
1495
1496         do {
1497                 old_pte = pte;
1498
1499                 if (flags & CYDP_CLEAR_YOUNG)
1500                         pte = pte_mkold(pte);
1501                 if (flags & CYDP_CLEAR_DIRTY)
1502                         pte = pte_mkclean(pte);
1503
1504                 pte_val(pte) = cmpxchg_relaxed(&pte_val(*ptep),
1505                                                pte_val(old_pte), pte_val(pte));
1506         } while (pte_val(pte) != pte_val(old_pte));
1507 }
1508
1509 static inline void __clear_young_dirty_ptes(struct vm_area_struct *vma,
1510                                             unsigned long addr, pte_t *ptep,
1511                                             unsigned int nr, cydp_t flags)
1512 {
1513         pte_t pte;
1514
1515         for (;;) {
1516                 pte = __ptep_get(ptep);
1517
1518                 if (flags == (CYDP_CLEAR_YOUNG | CYDP_CLEAR_DIRTY))
1519                         __set_pte(ptep, pte_mkclean(pte_mkold(pte)));
1520                 else
1521                         __clear_young_dirty_pte(vma, addr, ptep, pte, flags);
1522
1523                 if (--nr == 0)
1524                         break;
1525                 ptep++;
1526                 addr += PAGE_SIZE;
1527         }
1528 }
1529
1530 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1531 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1532 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1533                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1534 {
1535         __ptep_set_wrprotect(mm, address, (pte_t *)pmdp);
1536 }
1537
1538 #define pmdp_establish pmdp_establish
1539 static inline pmd_t pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
1540                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
1541 {
1542         page_table_check_pmd_set(vma->vm_mm, pmdp, pmd);
1543         return __pmd(xchg_relaxed(&pmd_val(*pmdp), pmd_val(pmd)));
1544 }
1545 #endif
1546
1547 /*
1548  * Encode and decode a swap entry:
1549  *      bits 0-1:       present (must be zero)
1550  *      bits 2:         remember PG_anon_exclusive
1551  *      bit  3:         remember uffd-wp state
1552  *      bits 6-10:      swap type
1553  *      bit  11:        PTE_PRESENT_INVALID (must be zero)
1554  *      bits 12-61:     swap offset
1555  */
1556 #define __SWP_TYPE_SHIFT        6
1557 #define __SWP_TYPE_BITS         5
1558 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1 << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
1559 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      12
1560 #define __SWP_OFFSET_BITS       50
1561 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << __SWP_OFFSET_BITS) - 1)
1562
1563 #define __swp_type(x)           (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
1564 #define __swp_offset(x)         (((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK)
1565 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { ((type) << __SWP_TYPE_SHIFT) | ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
1566
1567 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1568 #define __swp_entry_to_pte(swp) ((pte_t) { (swp).val })
1569
1570 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1571 #define __pmd_to_swp_entry(pmd)         ((swp_entry_t) { pmd_val(pmd) })
1572 #define __swp_entry_to_pmd(swp)         __pmd((swp).val)
1573 #endif /* CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION */
1574
1575 /*
1576  * Ensure that there are not more swap files than can be encoded in the kernel
1577  * PTEs.
1578  */
1579 #define MAX_SWAPFILES_CHECK() BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
1580
1581 #ifdef CONFIG_ARM64_MTE
1582
1583 #define __HAVE_ARCH_PREPARE_TO_SWAP
1584 extern int arch_prepare_to_swap(struct folio *folio);
1585
1586 #define __HAVE_ARCH_SWAP_INVALIDATE
1587 static inline void arch_swap_invalidate_page(int type, pgoff_t offset)
1588 {
1589         if (system_supports_mte())
1590                 mte_invalidate_tags(type, offset);
1591 }
1592
1593 static inline void arch_swap_invalidate_area(int type)
1594 {
1595         if (system_supports_mte())
1596                 mte_invalidate_tags_area(type);
1597 }
1598
1599 #define __HAVE_ARCH_SWAP_RESTORE
1600 extern void arch_swap_restore(swp_entry_t entry, struct folio *folio);
1601
1602 #endif /* CONFIG_ARM64_MTE */
1603
1604 /*
1605  * On AArch64, the cache coherency is handled via the __set_ptes() function.
1606  */
1607 static inline void update_mmu_cache_range(struct vm_fault *vmf,
1608                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep,
1609                 unsigned int nr)
1610 {
1611         /*
1612          * We don't do anything here, so there's a very small chance of
1613          * us retaking a user fault which we just fixed up. The alternative
1614          * is doing a dsb(ishst), but that penalises the fastpath.
1615          */
1616 }
1617
1618 #define update_mmu_cache(vma, addr, ptep) \
1619         update_mmu_cache_range(NULL, vma, addr, ptep, 1)
1620 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, pmd) do { } while (0)
1621
1622 #ifdef CONFIG_ARM64_PA_BITS_52
1623 #define phys_to_ttbr(addr)      (((addr) | ((addr) >> 46)) & TTBR_BADDR_MASK_52)
1624 #else
1625 #define phys_to_ttbr(addr)      (addr)
1626 #endif
1627
1628 /*
1629  * On arm64 without hardware Access Flag, copying from user will fail because
1630  * the pte is old and cannot be marked young. So we always end up with zeroed
1631  * page after fork() + CoW for pfn mappings. We don't always have a
1632  * hardware-managed access flag on arm64.
1633  */
1634 #define arch_has_hw_pte_young           cpu_has_hw_af
1635
1636 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG
1637 #define arch_has_hw_nonleaf_pmd_young   system_supports_haft
1638 #endif
1639
1640 /*
1641  * Experimentally, it's cheap to set the access flag in hardware and we
1642  * benefit from prefaulting mappings as 'old' to start with.
1643  */
1644 #define arch_wants_old_prefaulted_pte   cpu_has_hw_af
1645
1646 static inline bool pud_sect_supported(void)
1647 {
1648         return PAGE_SIZE == SZ_4K;
1649 }
1650
1651
1652 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1653 #define ptep_modify_prot_start ptep_modify_prot_start
1654 extern pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
1655                                     unsigned long addr, pte_t *ptep);
1656
1657 #define ptep_modify_prot_commit ptep_modify_prot_commit
1658 extern void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
1659                                     unsigned long addr, pte_t *ptep,
1660                                     pte_t old_pte, pte_t new_pte);
1661
1662 #ifdef CONFIG_ARM64_CONTPTE
1663
1664 /*
1665  * The contpte APIs are used to transparently manage the contiguous bit in ptes
1666  * where it is possible and makes sense to do so. The PTE_CONT bit is considered
1667  * a private implementation detail of the public ptep API (see below).
1668  */
1669 extern void __contpte_try_fold(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1670                                 pte_t *ptep, pte_t pte);
1671 extern void __contpte_try_unfold(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1672                                 pte_t *ptep, pte_t pte);
1673 extern pte_t contpte_ptep_get(pte_t *ptep, pte_t orig_pte);
1674 extern pte_t contpte_ptep_get_lockless(pte_t *orig_ptep);
1675 extern void contpte_set_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1676                                 pte_t *ptep, pte_t pte, unsigned int nr);
1677 extern void contpte_clear_full_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1678                                 pte_t *ptep, unsigned int nr, int full);
1679 extern pte_t contpte_get_and_clear_full_ptes(struct mm_struct *mm,
1680                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1681                                 unsigned int nr, int full);
1682 extern int contpte_ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1683                                 unsigned long addr, pte_t *ptep);
1684 extern int contpte_ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1685                                 unsigned long addr, pte_t *ptep);
1686 extern void contpte_wrprotect_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1687                                 pte_t *ptep, unsigned int nr);
1688 extern int contpte_ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1689                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1690                                 pte_t entry, int dirty);
1691 extern void contpte_clear_young_dirty_ptes(struct vm_area_struct *vma,
1692                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1693                                 unsigned int nr, cydp_t flags);
1694
1695 static __always_inline void contpte_try_fold(struct mm_struct *mm,
1696                                 unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
1697 {
1698         /*
1699          * Only bother trying if both the virtual and physical addresses are
1700          * aligned and correspond to the last entry in a contig range. The core
1701          * code mostly modifies ranges from low to high, so this is the likely
1702          * the last modification in the contig range, so a good time to fold.
1703          * We can't fold special mappings, because there is no associated folio.
1704          */
1705
1706         const unsigned long contmask = CONT_PTES - 1;
1707         bool valign = ((addr >> PAGE_SHIFT) & contmask) == contmask;
1708
1709         if (unlikely(valign)) {
1710                 bool palign = (pte_pfn(pte) & contmask) == contmask;
1711
1712                 if (unlikely(palign &&
1713                     pte_valid(pte) && !pte_cont(pte) && !pte_special(pte)))
1714                         __contpte_try_fold(mm, addr, ptep, pte);
1715         }
1716 }
1717
1718 static __always_inline void contpte_try_unfold(struct mm_struct *mm,
1719                                 unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
1720 {
1721         if (unlikely(pte_valid_cont(pte)))
1722                 __contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, pte);
1723 }
1724
1725 #define pte_batch_hint pte_batch_hint
1726 static inline unsigned int pte_batch_hint(pte_t *ptep, pte_t pte)
1727 {
1728         if (!pte_valid_cont(pte))
1729                 return 1;
1730
1731         return CONT_PTES - (((unsigned long)ptep >> 3) & (CONT_PTES - 1));
1732 }
1733
1734 /*
1735  * The below functions constitute the public API that arm64 presents to the
1736  * core-mm to manipulate PTE entries within their page tables (or at least this
1737  * is the subset of the API that arm64 needs to implement). These public
1738  * versions will automatically and transparently apply the contiguous bit where
1739  * it makes sense to do so. Therefore any users that are contig-aware (e.g.
1740  * hugetlb, kernel mapper) should NOT use these APIs, but instead use the
1741  * private versions, which are prefixed with double underscore. All of these
1742  * APIs except for ptep_get_lockless() are expected to be called with the PTL
1743  * held. Although the contiguous bit is considered private to the
1744  * implementation, it is deliberately allowed to leak through the getters (e.g.
1745  * ptep_get()), back to core code. This is required so that pte_leaf_size() can
1746  * provide an accurate size for perf_get_pgtable_size(). But this leakage means
1747  * its possible a pte will be passed to a setter with the contiguous bit set, so
1748  * we explicitly clear the contiguous bit in those cases to prevent accidentally
1749  * setting it in the pgtable.
1750  */
1751
1752 #define ptep_get ptep_get
1753 static inline pte_t ptep_get(pte_t *ptep)
1754 {
1755         pte_t pte = __ptep_get(ptep);
1756
1757         if (likely(!pte_valid_cont(pte)))
1758                 return pte;
1759
1760         return contpte_ptep_get(ptep, pte);
1761 }
1762
1763 #define ptep_get_lockless ptep_get_lockless
1764 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
1765 {
1766         pte_t pte = __ptep_get(ptep);
1767
1768         if (likely(!pte_valid_cont(pte)))
1769                 return pte;
1770
1771         return contpte_ptep_get_lockless(ptep);
1772 }
1773
1774 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1775 {
1776         /*
1777          * We don't have the mm or vaddr so cannot unfold contig entries (since
1778          * it requires tlb maintenance). set_pte() is not used in core code, so
1779          * this should never even be called. Regardless do our best to service
1780          * any call and emit a warning if there is any attempt to set a pte on
1781          * top of an existing contig range.
1782          */
1783         pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1784
1785         WARN_ON_ONCE(pte_valid_cont(orig_pte));
1786         __set_pte(ptep, pte_mknoncont(pte));
1787 }
1788
1789 #define set_ptes set_ptes
1790 static __always_inline void set_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1791                                 pte_t *ptep, pte_t pte, unsigned int nr)
1792 {
1793         pte = pte_mknoncont(pte);
1794
1795         if (likely(nr == 1)) {
1796                 contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1797                 __set_ptes(mm, addr, ptep, pte, 1);
1798                 contpte_try_fold(mm, addr, ptep, pte);
1799         } else {
1800                 contpte_set_ptes(mm, addr, ptep, pte, nr);
1801         }
1802 }
1803
1804 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm,
1805                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1806 {
1807         contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1808         __pte_clear(mm, addr, ptep);
1809 }
1810
1811 #define clear_full_ptes clear_full_ptes
1812 static inline void clear_full_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1813                                 pte_t *ptep, unsigned int nr, int full)
1814 {
1815         if (likely(nr == 1)) {
1816                 contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1817                 __clear_full_ptes(mm, addr, ptep, nr, full);
1818         } else {
1819                 contpte_clear_full_ptes(mm, addr, ptep, nr, full);
1820         }
1821 }
1822
1823 #define get_and_clear_full_ptes get_and_clear_full_ptes
1824 static inline pte_t get_and_clear_full_ptes(struct mm_struct *mm,
1825                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1826                                 unsigned int nr, int full)
1827 {
1828         pte_t pte;
1829
1830         if (likely(nr == 1)) {
1831                 contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1832                 pte = __get_and_clear_full_ptes(mm, addr, ptep, nr, full);
1833         } else {
1834                 pte = contpte_get_and_clear_full_ptes(mm, addr, ptep, nr, full);
1835         }
1836
1837         return pte;
1838 }
1839
1840 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1841 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1842                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1843 {
1844         contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, __ptep_get(ptep));
1845         return __ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
1846 }
1847
1848 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1849 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1850                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1851 {
1852         pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1853
1854         if (likely(!pte_valid_cont(orig_pte)))
1855                 return __ptep_test_and_clear_young(vma, addr, ptep);
1856
1857         return contpte_ptep_test_and_clear_young(vma, addr, ptep);
1858 }
1859
1860 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1861 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1862                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1863 {
1864         pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1865
1866         if (likely(!pte_valid_cont(orig_pte)))
1867                 return __ptep_clear_flush_young(vma, addr, ptep);
1868
1869         return contpte_ptep_clear_flush_young(vma, addr, ptep);
1870 }
1871
1872 #define wrprotect_ptes wrprotect_ptes
1873 static __always_inline void wrprotect_ptes(struct mm_struct *mm,
1874                                 unsigned long addr, pte_t *ptep, unsigned int nr)
1875 {
1876         if (likely(nr == 1)) {
1877                 /*
1878                  * Optimization: wrprotect_ptes() can only be called for present
1879                  * ptes so we only need to check contig bit as condition for
1880                  * unfold, and we can remove the contig bit from the pte we read
1881                  * to avoid re-reading. This speeds up fork() which is sensitive
1882                  * for order-0 folios. Equivalent to contpte_try_unfold().
1883                  */
1884                 pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1885
1886                 if (unlikely(pte_cont(orig_pte))) {
1887                         __contpte_try_unfold(mm, addr, ptep, orig_pte);
1888                         orig_pte = pte_mknoncont(orig_pte);
1889                 }
1890                 ___ptep_set_wrprotect(mm, addr, ptep, orig_pte);
1891         } else {
1892                 contpte_wrprotect_ptes(mm, addr, ptep, nr);
1893         }
1894 }
1895
1896 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1897 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1898                                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1899 {
1900         wrprotect_ptes(mm, addr, ptep, 1);
1901 }
1902
1903 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1904 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1905                                 unsigned long addr, pte_t *ptep,
1906                                 pte_t entry, int dirty)
1907 {
1908         pte_t orig_pte = __ptep_get(ptep);
1909
1910         entry = pte_mknoncont(entry);
1911
1912         if (likely(!pte_valid_cont(orig_pte)))
1913                 return __ptep_set_access_flags(vma, addr, ptep, entry, dirty);
1914
1915         return contpte_ptep_set_access_flags(vma, addr, ptep, entry, dirty);
1916 }
1917
1918 #define clear_young_dirty_ptes clear_young_dirty_ptes
1919 static inline void clear_young_dirty_ptes(struct vm_area_struct *vma,
1920                                           unsigned long addr, pte_t *ptep,
1921                                           unsigned int nr, cydp_t flags)
1922 {
1923         if (likely(nr == 1 && !pte_cont(__ptep_get(ptep))))
1924                 __clear_young_dirty_ptes(vma, addr, ptep, nr, flags);
1925         else
1926                 contpte_clear_young_dirty_ptes(vma, addr, ptep, nr, flags);
1927 }
1928
1929 #else /* CONFIG_ARM64_CONTPTE */
1930
1931 #define ptep_get                                __ptep_get
1932 #define set_pte                                 __set_pte
1933 #define set_ptes                                __set_ptes
1934 #define pte_clear                               __pte_clear
1935 #define clear_full_ptes                         __clear_full_ptes
1936 #define get_and_clear_full_ptes                 __get_and_clear_full_ptes
1937 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1938 #define ptep_get_and_clear                      __ptep_get_and_clear
1939 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1940 #define ptep_test_and_clear_young               __ptep_test_and_clear_young
1941 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1942 #define ptep_clear_flush_young                  __ptep_clear_flush_young
1943 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1944 #define ptep_set_wrprotect                      __ptep_set_wrprotect
1945 #define wrprotect_ptes                          __wrprotect_ptes
1946 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1947 #define ptep_set_access_flags                   __ptep_set_access_flags
1948 #define clear_young_dirty_ptes                  __clear_young_dirty_ptes
1949
1950 #endif /* CONFIG_ARM64_CONTPTE */
1951
1952 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1953
1954 #endif /* __ASM_PGTABLE_H */