mm: Don't pin ZERO_PAGE in pin_user_pages()
[linux-block.git] / include / linux / pgtable.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_PGTABLE_H
3 #define _LINUX_PGTABLE_H
4
5 #include <linux/pfn.h>
6 #include <asm/pgtable.h>
7
8 #ifndef __ASSEMBLY__
9 #ifdef CONFIG_MMU
10
11 #include <linux/mm_types.h>
12 #include <linux/bug.h>
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <asm-generic/pgtable_uffd.h>
15 #include <linux/page_table_check.h>
16
17 #if 5 - defined(__PAGETABLE_P4D_FOLDED) - defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) - \
18         defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) != CONFIG_PGTABLE_LEVELS
19 #error CONFIG_PGTABLE_LEVELS is not consistent with __PAGETABLE_{P4D,PUD,PMD}_FOLDED
20 #endif
21
22 /*
23  * On almost all architectures and configurations, 0 can be used as the
24  * upper ceiling to free_pgtables(): on many architectures it has the same
25  * effect as using TASK_SIZE.  However, there is one configuration which
26  * must impose a more careful limit, to avoid freeing kernel pgtables.
27  */
28 #ifndef USER_PGTABLES_CEILING
29 #define USER_PGTABLES_CEILING   0UL
30 #endif
31
32 /*
33  * This defines the first usable user address. Platforms
34  * can override its value with custom FIRST_USER_ADDRESS
35  * defined in their respective <asm/pgtable.h>.
36  */
37 #ifndef FIRST_USER_ADDRESS
38 #define FIRST_USER_ADDRESS      0UL
39 #endif
40
41 /*
42  * This defines the generic helper for accessing PMD page
43  * table page. Although platforms can still override this
44  * via their respective <asm/pgtable.h>.
45  */
46 #ifndef pmd_pgtable
47 #define pmd_pgtable(pmd) pmd_page(pmd)
48 #endif
49
50 /*
51  * A page table page can be thought of an array like this: pXd_t[PTRS_PER_PxD]
52  *
53  * The pXx_index() functions return the index of the entry in the page
54  * table page which would control the given virtual address
55  *
56  * As these functions may be used by the same code for different levels of
57  * the page table folding, they are always available, regardless of
58  * CONFIG_PGTABLE_LEVELS value. For the folded levels they simply return 0
59  * because in such cases PTRS_PER_PxD equals 1.
60  */
61
62 static inline unsigned long pte_index(unsigned long address)
63 {
64         return (address >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1);
65 }
66 #define pte_index pte_index
67
68 #ifndef pmd_index
69 static inline unsigned long pmd_index(unsigned long address)
70 {
71         return (address >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD - 1);
72 }
73 #define pmd_index pmd_index
74 #endif
75
76 #ifndef pud_index
77 static inline unsigned long pud_index(unsigned long address)
78 {
79         return (address >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1);
80 }
81 #define pud_index pud_index
82 #endif
83
84 #ifndef pgd_index
85 /* Must be a compile-time constant, so implement it as a macro */
86 #define pgd_index(a)  (((a) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD - 1))
87 #endif
88
89 #ifndef pte_offset_kernel
90 static inline pte_t *pte_offset_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address)
91 {
92         return (pte_t *)pmd_page_vaddr(*pmd) + pte_index(address);
93 }
94 #define pte_offset_kernel pte_offset_kernel
95 #endif
96
97 #if defined(CONFIG_HIGHPTE)
98 #define pte_offset_map(dir, address)                            \
99         ((pte_t *)kmap_atomic(pmd_page(*(dir))) +               \
100          pte_index((address)))
101 #define pte_unmap(pte) kunmap_atomic((pte))
102 #else
103 #define pte_offset_map(dir, address)    pte_offset_kernel((dir), (address))
104 #define pte_unmap(pte) ((void)(pte))    /* NOP */
105 #endif
106
107 /* Find an entry in the second-level page table.. */
108 #ifndef pmd_offset
109 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
110 {
111         return pud_pgtable(*pud) + pmd_index(address);
112 }
113 #define pmd_offset pmd_offset
114 #endif
115
116 #ifndef pud_offset
117 static inline pud_t *pud_offset(p4d_t *p4d, unsigned long address)
118 {
119         return p4d_pgtable(*p4d) + pud_index(address);
120 }
121 #define pud_offset pud_offset
122 #endif
123
124 static inline pgd_t *pgd_offset_pgd(pgd_t *pgd, unsigned long address)
125 {
126         return (pgd + pgd_index(address));
127 };
128
129 /*
130  * a shortcut to get a pgd_t in a given mm
131  */
132 #ifndef pgd_offset
133 #define pgd_offset(mm, address)         pgd_offset_pgd((mm)->pgd, (address))
134 #endif
135
136 /*
137  * a shortcut which implies the use of the kernel's pgd, instead
138  * of a process's
139  */
140 #ifndef pgd_offset_k
141 #define pgd_offset_k(address)           pgd_offset(&init_mm, (address))
142 #endif
143
144 /*
145  * In many cases it is known that a virtual address is mapped at PMD or PTE
146  * level, so instead of traversing all the page table levels, we can get a
147  * pointer to the PMD entry in user or kernel page table or translate a virtual
148  * address to the pointer in the PTE in the kernel page tables with simple
149  * helpers.
150  */
151 static inline pmd_t *pmd_off(struct mm_struct *mm, unsigned long va)
152 {
153         return pmd_offset(pud_offset(p4d_offset(pgd_offset(mm, va), va), va), va);
154 }
155
156 static inline pmd_t *pmd_off_k(unsigned long va)
157 {
158         return pmd_offset(pud_offset(p4d_offset(pgd_offset_k(va), va), va), va);
159 }
160
161 static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
162 {
163         pmd_t *pmd = pmd_off_k(vaddr);
164
165         return pmd_none(*pmd) ? NULL : pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
166 }
167
168 #ifndef pmd_young
169 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
170 {
171         return 0;
172 }
173 #endif
174
175 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
176 extern int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
177                                  unsigned long address, pte_t *ptep,
178                                  pte_t entry, int dirty);
179 #endif
180
181 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
182 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
183 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
184                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
185                                  pmd_t entry, int dirty);
186 extern int pudp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
187                                  unsigned long address, pud_t *pudp,
188                                  pud_t entry, int dirty);
189 #else
190 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
191                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
192                                         pmd_t entry, int dirty)
193 {
194         BUILD_BUG();
195         return 0;
196 }
197 static inline int pudp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
198                                         unsigned long address, pud_t *pudp,
199                                         pud_t entry, int dirty)
200 {
201         BUILD_BUG();
202         return 0;
203 }
204 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
205 #endif
206
207 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
208 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
209                                             unsigned long address,
210                                             pte_t *ptep)
211 {
212         pte_t pte = *ptep;
213         int r = 1;
214         if (!pte_young(pte))
215                 r = 0;
216         else
217                 set_pte_at(vma->vm_mm, address, ptep, pte_mkold(pte));
218         return r;
219 }
220 #endif
221
222 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
223 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG)
224 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
225                                             unsigned long address,
226                                             pmd_t *pmdp)
227 {
228         pmd_t pmd = *pmdp;
229         int r = 1;
230         if (!pmd_young(pmd))
231                 r = 0;
232         else
233                 set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, pmd_mkold(pmd));
234         return r;
235 }
236 #else
237 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
238                                             unsigned long address,
239                                             pmd_t *pmdp)
240 {
241         BUILD_BUG();
242         return 0;
243 }
244 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG */
245 #endif
246
247 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
248 int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
249                            unsigned long address, pte_t *ptep);
250 #endif
251
252 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
253 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
254 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
255                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
256 #else
257 /*
258  * Despite relevant to THP only, this API is called from generic rmap code
259  * under PageTransHuge(), hence needs a dummy implementation for !THP
260  */
261 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
262                                          unsigned long address, pmd_t *pmdp)
263 {
264         BUILD_BUG();
265         return 0;
266 }
267 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
268 #endif
269
270 #ifndef arch_has_hw_nonleaf_pmd_young
271 /*
272  * Return whether the accessed bit in non-leaf PMD entries is supported on the
273  * local CPU.
274  */
275 static inline bool arch_has_hw_nonleaf_pmd_young(void)
276 {
277         return IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG);
278 }
279 #endif
280
281 #ifndef arch_has_hw_pte_young
282 /*
283  * Return whether the accessed bit is supported on the local CPU.
284  *
285  * This stub assumes accessing through an old PTE triggers a page fault.
286  * Architectures that automatically set the access bit should overwrite it.
287  */
288 static inline bool arch_has_hw_pte_young(void)
289 {
290         return false;
291 }
292 #endif
293
294 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
295 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
296                                        unsigned long address,
297                                        pte_t *ptep)
298 {
299         pte_t pte = *ptep;
300         pte_clear(mm, address, ptep);
301         page_table_check_pte_clear(mm, address, pte);
302         return pte;
303 }
304 #endif
305
306 static inline void ptep_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
307                               pte_t *ptep)
308 {
309         ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
310 }
311
312 #ifndef ptep_get
313 static inline pte_t ptep_get(pte_t *ptep)
314 {
315         return READ_ONCE(*ptep);
316 }
317 #endif
318
319 #ifndef pmdp_get
320 static inline pmd_t pmdp_get(pmd_t *pmdp)
321 {
322         return READ_ONCE(*pmdp);
323 }
324 #endif
325
326 #ifdef CONFIG_GUP_GET_PXX_LOW_HIGH
327 /*
328  * For walking the pagetables without holding any locks.  Some architectures
329  * (eg x86-32 PAE) cannot load the entries atomically without using expensive
330  * instructions.  We are guaranteed that a PTE will only either go from not
331  * present to present, or present to not present -- it will not switch to a
332  * completely different present page without a TLB flush inbetween; which we
333  * are blocking by holding interrupts off.
334  *
335  * Setting ptes from not present to present goes:
336  *
337  *   ptep->pte_high = h;
338  *   smp_wmb();
339  *   ptep->pte_low = l;
340  *
341  * And present to not present goes:
342  *
343  *   ptep->pte_low = 0;
344  *   smp_wmb();
345  *   ptep->pte_high = 0;
346  *
347  * We must ensure here that the load of pte_low sees 'l' IFF pte_high sees 'h'.
348  * We load pte_high *after* loading pte_low, which ensures we don't see an older
349  * value of pte_high.  *Then* we recheck pte_low, which ensures that we haven't
350  * picked up a changed pte high. We might have gotten rubbish values from
351  * pte_low and pte_high, but we are guaranteed that pte_low will not have the
352  * present bit set *unless* it is 'l'. Because get_user_pages_fast() only
353  * operates on present ptes we're safe.
354  */
355 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
356 {
357         pte_t pte;
358
359         do {
360                 pte.pte_low = ptep->pte_low;
361                 smp_rmb();
362                 pte.pte_high = ptep->pte_high;
363                 smp_rmb();
364         } while (unlikely(pte.pte_low != ptep->pte_low));
365
366         return pte;
367 }
368 #define ptep_get_lockless ptep_get_lockless
369
370 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
371 static inline pmd_t pmdp_get_lockless(pmd_t *pmdp)
372 {
373         pmd_t pmd;
374
375         do {
376                 pmd.pmd_low = pmdp->pmd_low;
377                 smp_rmb();
378                 pmd.pmd_high = pmdp->pmd_high;
379                 smp_rmb();
380         } while (unlikely(pmd.pmd_low != pmdp->pmd_low));
381
382         return pmd;
383 }
384 #define pmdp_get_lockless pmdp_get_lockless
385 #endif /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2 */
386 #endif /* CONFIG_GUP_GET_PXX_LOW_HIGH */
387
388 /*
389  * We require that the PTE can be read atomically.
390  */
391 #ifndef ptep_get_lockless
392 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
393 {
394         return ptep_get(ptep);
395 }
396 #endif
397
398 #ifndef pmdp_get_lockless
399 static inline pmd_t pmdp_get_lockless(pmd_t *pmdp)
400 {
401         return pmdp_get(pmdp);
402 }
403 #endif
404
405 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
406 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
407 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
408                                             unsigned long address,
409                                             pmd_t *pmdp)
410 {
411         pmd_t pmd = *pmdp;
412
413         pmd_clear(pmdp);
414         page_table_check_pmd_clear(mm, address, pmd);
415
416         return pmd;
417 }
418 #endif /* __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR */
419 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
420 static inline pud_t pudp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
421                                             unsigned long address,
422                                             pud_t *pudp)
423 {
424         pud_t pud = *pudp;
425
426         pud_clear(pudp);
427         page_table_check_pud_clear(mm, address, pud);
428
429         return pud;
430 }
431 #endif /* __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR */
432 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
433
434 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
435 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
436 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct vm_area_struct *vma,
437                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp,
438                                             int full)
439 {
440         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
441 }
442 #endif
443
444 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
445 static inline pud_t pudp_huge_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
446                                             unsigned long address, pud_t *pudp,
447                                             int full)
448 {
449         return pudp_huge_get_and_clear(mm, address, pudp);
450 }
451 #endif
452 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
453
454 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
455 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
456                                             unsigned long address, pte_t *ptep,
457                                             int full)
458 {
459         return ptep_get_and_clear(mm, address, ptep);
460 }
461 #endif
462
463
464 /*
465  * If two threads concurrently fault at the same page, the thread that
466  * won the race updates the PTE and its local TLB/Cache. The other thread
467  * gives up, simply does nothing, and continues; on architectures where
468  * software can update TLB,  local TLB can be updated here to avoid next page
469  * fault. This function updates TLB only, do nothing with cache or others.
470  * It is the difference with function update_mmu_cache.
471  */
472 #ifndef __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
473 static inline void update_mmu_tlb(struct vm_area_struct *vma,
474                                 unsigned long address, pte_t *ptep)
475 {
476 }
477 #define __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
478 #endif
479
480 /*
481  * Some architectures may be able to avoid expensive synchronization
482  * primitives when modifications are made to PTE's which are already
483  * not present, or in the process of an address space destruction.
484  */
485 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_CLEAR_NOT_PRESENT_FULL
486 static inline void pte_clear_not_present_full(struct mm_struct *mm,
487                                               unsigned long address,
488                                               pte_t *ptep,
489                                               int full)
490 {
491         pte_clear(mm, address, ptep);
492 }
493 #endif
494
495 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
496 extern pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
497                               unsigned long address,
498                               pte_t *ptep);
499 #endif
500
501 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
502 extern pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
503                               unsigned long address,
504                               pmd_t *pmdp);
505 extern pud_t pudp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
506                               unsigned long address,
507                               pud_t *pudp);
508 #endif
509
510 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
511 struct mm_struct;
512 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long address, pte_t *ptep)
513 {
514         pte_t old_pte = *ptep;
515         set_pte_at(mm, address, ptep, pte_wrprotect(old_pte));
516 }
517 #endif
518
519 /*
520  * On some architectures hardware does not set page access bit when accessing
521  * memory page, it is responsibility of software setting this bit. It brings
522  * out extra page fault penalty to track page access bit. For optimization page
523  * access bit can be set during all page fault flow on these arches.
524  * To be differentiate with macro pte_mkyoung, this macro is used on platforms
525  * where software maintains page access bit.
526  */
527 #ifndef pte_sw_mkyoung
528 static inline pte_t pte_sw_mkyoung(pte_t pte)
529 {
530         return pte;
531 }
532 #define pte_sw_mkyoung  pte_sw_mkyoung
533 #endif
534
535 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
536 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
537 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
538                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
539 {
540         pmd_t old_pmd = *pmdp;
541         set_pmd_at(mm, address, pmdp, pmd_wrprotect(old_pmd));
542 }
543 #else
544 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
545                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
546 {
547         BUILD_BUG();
548 }
549 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
550 #endif
551 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_SET_WRPROTECT
552 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD
553 static inline void pudp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
554                                       unsigned long address, pud_t *pudp)
555 {
556         pud_t old_pud = *pudp;
557
558         set_pud_at(mm, address, pudp, pud_wrprotect(old_pud));
559 }
560 #else
561 static inline void pudp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
562                                       unsigned long address, pud_t *pudp)
563 {
564         BUILD_BUG();
565 }
566 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD */
567 #endif
568
569 #ifndef pmdp_collapse_flush
570 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
571 extern pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
572                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp);
573 #else
574 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
575                                         unsigned long address,
576                                         pmd_t *pmdp)
577 {
578         BUILD_BUG();
579         return *pmdp;
580 }
581 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
582 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
583 #endif
584
585 #ifndef __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
586 extern void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
587                                        pgtable_t pgtable);
588 #endif
589
590 #ifndef __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
591 extern pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
592 #endif
593
594 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
595 /*
596  * This is an implementation of pmdp_establish() that is only suitable for an
597  * architecture that doesn't have hardware dirty/accessed bits. In this case we
598  * can't race with CPU which sets these bits and non-atomic approach is fine.
599  */
600 static inline pmd_t generic_pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
601                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
602 {
603         pmd_t old_pmd = *pmdp;
604         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, pmd);
605         return old_pmd;
606 }
607 #endif
608
609 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
610 extern pmd_t pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
611                             pmd_t *pmdp);
612 #endif
613
614 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE_AD
615
616 /*
617  * pmdp_invalidate_ad() invalidates the PMD while changing a transparent
618  * hugepage mapping in the page tables. This function is similar to
619  * pmdp_invalidate(), but should only be used if the access and dirty bits would
620  * not be cleared by the software in the new PMD value. The function ensures
621  * that hardware changes of the access and dirty bits updates would not be lost.
622  *
623  * Doing so can allow in certain architectures to avoid a TLB flush in most
624  * cases. Yet, another TLB flush might be necessary later if the PMD update
625  * itself requires such flush (e.g., if protection was set to be stricter). Yet,
626  * even when a TLB flush is needed because of the update, the caller may be able
627  * to batch these TLB flushing operations, so fewer TLB flush operations are
628  * needed.
629  */
630 extern pmd_t pmdp_invalidate_ad(struct vm_area_struct *vma,
631                                 unsigned long address, pmd_t *pmdp);
632 #endif
633
634 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_SAME
635 static inline int pte_same(pte_t pte_a, pte_t pte_b)
636 {
637         return pte_val(pte_a) == pte_val(pte_b);
638 }
639 #endif
640
641 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
642 /*
643  * Some architectures provide facilities to virtualization guests
644  * so that they can flag allocated pages as unused. This allows the
645  * host to transparently reclaim unused pages. This function returns
646  * whether the pte's page is unused.
647  */
648 static inline int pte_unused(pte_t pte)
649 {
650         return 0;
651 }
652 #endif
653
654 #ifndef pte_access_permitted
655 #define pte_access_permitted(pte, write) \
656         (pte_present(pte) && (!(write) || pte_write(pte)))
657 #endif
658
659 #ifndef pmd_access_permitted
660 #define pmd_access_permitted(pmd, write) \
661         (pmd_present(pmd) && (!(write) || pmd_write(pmd)))
662 #endif
663
664 #ifndef pud_access_permitted
665 #define pud_access_permitted(pud, write) \
666         (pud_present(pud) && (!(write) || pud_write(pud)))
667 #endif
668
669 #ifndef p4d_access_permitted
670 #define p4d_access_permitted(p4d, write) \
671         (p4d_present(p4d) && (!(write) || p4d_write(p4d)))
672 #endif
673
674 #ifndef pgd_access_permitted
675 #define pgd_access_permitted(pgd, write) \
676         (pgd_present(pgd) && (!(write) || pgd_write(pgd)))
677 #endif
678
679 #ifndef __HAVE_ARCH_PMD_SAME
680 static inline int pmd_same(pmd_t pmd_a, pmd_t pmd_b)
681 {
682         return pmd_val(pmd_a) == pmd_val(pmd_b);
683 }
684
685 static inline int pud_same(pud_t pud_a, pud_t pud_b)
686 {
687         return pud_val(pud_a) == pud_val(pud_b);
688 }
689 #endif
690
691 #ifndef __HAVE_ARCH_P4D_SAME
692 static inline int p4d_same(p4d_t p4d_a, p4d_t p4d_b)
693 {
694         return p4d_val(p4d_a) == p4d_val(p4d_b);
695 }
696 #endif
697
698 #ifndef __HAVE_ARCH_PGD_SAME
699 static inline int pgd_same(pgd_t pgd_a, pgd_t pgd_b)
700 {
701         return pgd_val(pgd_a) == pgd_val(pgd_b);
702 }
703 #endif
704
705 /*
706  * Use set_p*_safe(), and elide TLB flushing, when confident that *no*
707  * TLB flush will be required as a result of the "set". For example, use
708  * in scenarios where it is known ahead of time that the routine is
709  * setting non-present entries, or re-setting an existing entry to the
710  * same value. Otherwise, use the typical "set" helpers and flush the
711  * TLB.
712  */
713 #define set_pte_safe(ptep, pte) \
714 ({ \
715         WARN_ON_ONCE(pte_present(*ptep) && !pte_same(*ptep, pte)); \
716         set_pte(ptep, pte); \
717 })
718
719 #define set_pmd_safe(pmdp, pmd) \
720 ({ \
721         WARN_ON_ONCE(pmd_present(*pmdp) && !pmd_same(*pmdp, pmd)); \
722         set_pmd(pmdp, pmd); \
723 })
724
725 #define set_pud_safe(pudp, pud) \
726 ({ \
727         WARN_ON_ONCE(pud_present(*pudp) && !pud_same(*pudp, pud)); \
728         set_pud(pudp, pud); \
729 })
730
731 #define set_p4d_safe(p4dp, p4d) \
732 ({ \
733         WARN_ON_ONCE(p4d_present(*p4dp) && !p4d_same(*p4dp, p4d)); \
734         set_p4d(p4dp, p4d); \
735 })
736
737 #define set_pgd_safe(pgdp, pgd) \
738 ({ \
739         WARN_ON_ONCE(pgd_present(*pgdp) && !pgd_same(*pgdp, pgd)); \
740         set_pgd(pgdp, pgd); \
741 })
742
743 #ifndef __HAVE_ARCH_DO_SWAP_PAGE
744 /*
745  * Some architectures support metadata associated with a page. When a
746  * page is being swapped out, this metadata must be saved so it can be
747  * restored when the page is swapped back in. SPARC M7 and newer
748  * processors support an ADI (Application Data Integrity) tag for the
749  * page as metadata for the page. arch_do_swap_page() can restore this
750  * metadata when a page is swapped back in.
751  */
752 static inline void arch_do_swap_page(struct mm_struct *mm,
753                                      struct vm_area_struct *vma,
754                                      unsigned long addr,
755                                      pte_t pte, pte_t oldpte)
756 {
757
758 }
759 #endif
760
761 #ifndef __HAVE_ARCH_UNMAP_ONE
762 /*
763  * Some architectures support metadata associated with a page. When a
764  * page is being swapped out, this metadata must be saved so it can be
765  * restored when the page is swapped back in. SPARC M7 and newer
766  * processors support an ADI (Application Data Integrity) tag for the
767  * page as metadata for the page. arch_unmap_one() can save this
768  * metadata on a swap-out of a page.
769  */
770 static inline int arch_unmap_one(struct mm_struct *mm,
771                                   struct vm_area_struct *vma,
772                                   unsigned long addr,
773                                   pte_t orig_pte)
774 {
775         return 0;
776 }
777 #endif
778
779 /*
780  * Allow architectures to preserve additional metadata associated with
781  * swapped-out pages. The corresponding __HAVE_ARCH_SWAP_* macros and function
782  * prototypes must be defined in the arch-specific asm/pgtable.h file.
783  */
784 #ifndef __HAVE_ARCH_PREPARE_TO_SWAP
785 static inline int arch_prepare_to_swap(struct page *page)
786 {
787         return 0;
788 }
789 #endif
790
791 #ifndef __HAVE_ARCH_SWAP_INVALIDATE
792 static inline void arch_swap_invalidate_page(int type, pgoff_t offset)
793 {
794 }
795
796 static inline void arch_swap_invalidate_area(int type)
797 {
798 }
799 #endif
800
801 #ifndef __HAVE_ARCH_SWAP_RESTORE
802 static inline void arch_swap_restore(swp_entry_t entry, struct folio *folio)
803 {
804 }
805 #endif
806
807 #ifndef __HAVE_ARCH_PGD_OFFSET_GATE
808 #define pgd_offset_gate(mm, addr)       pgd_offset(mm, addr)
809 #endif
810
811 #ifndef __HAVE_ARCH_MOVE_PTE
812 #define move_pte(pte, prot, old_addr, new_addr) (pte)
813 #endif
814
815 #ifndef pte_accessible
816 # define pte_accessible(mm, pte)        ((void)(pte), 1)
817 #endif
818
819 #ifndef flush_tlb_fix_spurious_fault
820 #define flush_tlb_fix_spurious_fault(vma, address, ptep) flush_tlb_page(vma, address)
821 #endif
822
823 /*
824  * When walking page tables, get the address of the next boundary,
825  * or the end address of the range if that comes earlier.  Although no
826  * vma end wraps to 0, rounded up __boundary may wrap to 0 throughout.
827  */
828
829 #define pgd_addr_end(addr, end)                                         \
830 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK;  \
831         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
832 })
833
834 #ifndef p4d_addr_end
835 #define p4d_addr_end(addr, end)                                         \
836 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + P4D_SIZE) & P4D_MASK;      \
837         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
838 })
839 #endif
840
841 #ifndef pud_addr_end
842 #define pud_addr_end(addr, end)                                         \
843 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PUD_SIZE) & PUD_MASK;      \
844         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
845 })
846 #endif
847
848 #ifndef pmd_addr_end
849 #define pmd_addr_end(addr, end)                                         \
850 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PMD_SIZE) & PMD_MASK;      \
851         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
852 })
853 #endif
854
855 /*
856  * When walking page tables, we usually want to skip any p?d_none entries;
857  * and any p?d_bad entries - reporting the error before resetting to none.
858  * Do the tests inline, but report and clear the bad entry in mm/memory.c.
859  */
860 void pgd_clear_bad(pgd_t *);
861
862 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
863 void p4d_clear_bad(p4d_t *);
864 #else
865 #define p4d_clear_bad(p4d)        do { } while (0)
866 #endif
867
868 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
869 void pud_clear_bad(pud_t *);
870 #else
871 #define pud_clear_bad(p4d)        do { } while (0)
872 #endif
873
874 void pmd_clear_bad(pmd_t *);
875
876 static inline int pgd_none_or_clear_bad(pgd_t *pgd)
877 {
878         if (pgd_none(*pgd))
879                 return 1;
880         if (unlikely(pgd_bad(*pgd))) {
881                 pgd_clear_bad(pgd);
882                 return 1;
883         }
884         return 0;
885 }
886
887 static inline int p4d_none_or_clear_bad(p4d_t *p4d)
888 {
889         if (p4d_none(*p4d))
890                 return 1;
891         if (unlikely(p4d_bad(*p4d))) {
892                 p4d_clear_bad(p4d);
893                 return 1;
894         }
895         return 0;
896 }
897
898 static inline int pud_none_or_clear_bad(pud_t *pud)
899 {
900         if (pud_none(*pud))
901                 return 1;
902         if (unlikely(pud_bad(*pud))) {
903                 pud_clear_bad(pud);
904                 return 1;
905         }
906         return 0;
907 }
908
909 static inline int pmd_none_or_clear_bad(pmd_t *pmd)
910 {
911         if (pmd_none(*pmd))
912                 return 1;
913         if (unlikely(pmd_bad(*pmd))) {
914                 pmd_clear_bad(pmd);
915                 return 1;
916         }
917         return 0;
918 }
919
920 static inline pte_t __ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
921                                              unsigned long addr,
922                                              pte_t *ptep)
923 {
924         /*
925          * Get the current pte state, but zero it out to make it
926          * non-present, preventing the hardware from asynchronously
927          * updating it.
928          */
929         return ptep_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, ptep);
930 }
931
932 static inline void __ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
933                                              unsigned long addr,
934                                              pte_t *ptep, pte_t pte)
935 {
936         /*
937          * The pte is non-present, so there's no hardware state to
938          * preserve.
939          */
940         set_pte_at(vma->vm_mm, addr, ptep, pte);
941 }
942
943 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
944 /*
945  * Start a pte protection read-modify-write transaction, which
946  * protects against asynchronous hardware modifications to the pte.
947  * The intention is not to prevent the hardware from making pte
948  * updates, but to prevent any updates it may make from being lost.
949  *
950  * This does not protect against other software modifications of the
951  * pte; the appropriate pte lock must be held over the transaction.
952  *
953  * Note that this interface is intended to be batchable, meaning that
954  * ptep_modify_prot_commit may not actually update the pte, but merely
955  * queue the update to be done at some later time.  The update must be
956  * actually committed before the pte lock is released, however.
957  */
958 static inline pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
959                                            unsigned long addr,
960                                            pte_t *ptep)
961 {
962         return __ptep_modify_prot_start(vma, addr, ptep);
963 }
964
965 /*
966  * Commit an update to a pte, leaving any hardware-controlled bits in
967  * the PTE unmodified.
968  */
969 static inline void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
970                                            unsigned long addr,
971                                            pte_t *ptep, pte_t old_pte, pte_t pte)
972 {
973         __ptep_modify_prot_commit(vma, addr, ptep, pte);
974 }
975 #endif /* __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION */
976 #endif /* CONFIG_MMU */
977
978 /*
979  * No-op macros that just return the current protection value. Defined here
980  * because these macros can be used even if CONFIG_MMU is not defined.
981  */
982
983 #ifndef pgprot_nx
984 #define pgprot_nx(prot) (prot)
985 #endif
986
987 #ifndef pgprot_noncached
988 #define pgprot_noncached(prot)  (prot)
989 #endif
990
991 #ifndef pgprot_writecombine
992 #define pgprot_writecombine pgprot_noncached
993 #endif
994
995 #ifndef pgprot_writethrough
996 #define pgprot_writethrough pgprot_noncached
997 #endif
998
999 #ifndef pgprot_device
1000 #define pgprot_device pgprot_noncached
1001 #endif
1002
1003 #ifndef pgprot_mhp
1004 #define pgprot_mhp(prot)        (prot)
1005 #endif
1006
1007 #ifdef CONFIG_MMU
1008 #ifndef pgprot_modify
1009 #define pgprot_modify pgprot_modify
1010 static inline pgprot_t pgprot_modify(pgprot_t oldprot, pgprot_t newprot)
1011 {
1012         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_noncached(oldprot)))
1013                 newprot = pgprot_noncached(newprot);
1014         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_writecombine(oldprot)))
1015                 newprot = pgprot_writecombine(newprot);
1016         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_device(oldprot)))
1017                 newprot = pgprot_device(newprot);
1018         return newprot;
1019 }
1020 #endif
1021 #endif /* CONFIG_MMU */
1022
1023 #ifndef pgprot_encrypted
1024 #define pgprot_encrypted(prot)  (prot)
1025 #endif
1026
1027 #ifndef pgprot_decrypted
1028 #define pgprot_decrypted(prot)  (prot)
1029 #endif
1030
1031 /*
1032  * A facility to provide lazy MMU batching.  This allows PTE updates and
1033  * page invalidations to be delayed until a call to leave lazy MMU mode
1034  * is issued.  Some architectures may benefit from doing this, and it is
1035  * beneficial for both shadow and direct mode hypervisors, which may batch
1036  * the PTE updates which happen during this window.  Note that using this
1037  * interface requires that read hazards be removed from the code.  A read
1038  * hazard could result in the direct mode hypervisor case, since the actual
1039  * write to the page tables may not yet have taken place, so reads though
1040  * a raw PTE pointer after it has been modified are not guaranteed to be
1041  * up to date.  This mode can only be entered and left under the protection of
1042  * the page table locks for all page tables which may be modified.  In the UP
1043  * case, this is required so that preemption is disabled, and in the SMP case,
1044  * it must synchronize the delayed page table writes properly on other CPUs.
1045  */
1046 #ifndef __HAVE_ARCH_ENTER_LAZY_MMU_MODE
1047 #define arch_enter_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
1048 #define arch_leave_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
1049 #define arch_flush_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
1050 #endif
1051
1052 /*
1053  * A facility to provide batching of the reload of page tables and
1054  * other process state with the actual context switch code for
1055  * paravirtualized guests.  By convention, only one of the batched
1056  * update (lazy) modes (CPU, MMU) should be active at any given time,
1057  * entry should never be nested, and entry and exits should always be
1058  * paired.  This is for sanity of maintaining and reasoning about the
1059  * kernel code.  In this case, the exit (end of the context switch) is
1060  * in architecture-specific code, and so doesn't need a generic
1061  * definition.
1062  */
1063 #ifndef __HAVE_ARCH_START_CONTEXT_SWITCH
1064 #define arch_start_context_switch(prev) do {} while (0)
1065 #endif
1066
1067 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY
1068 #ifndef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1069 static inline pmd_t pmd_swp_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1070 {
1071         return pmd;
1072 }
1073
1074 static inline int pmd_swp_soft_dirty(pmd_t pmd)
1075 {
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 static inline pmd_t pmd_swp_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1080 {
1081         return pmd;
1082 }
1083 #endif
1084 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY */
1085 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
1086 {
1087         return 0;
1088 }
1089
1090 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
1091 {
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
1096 {
1097         return pte;
1098 }
1099
1100 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1101 {
1102         return pmd;
1103 }
1104
1105 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
1106 {
1107         return pte;
1108 }
1109
1110 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1111 {
1112         return pmd;
1113 }
1114
1115 static inline pte_t pte_swp_mksoft_dirty(pte_t pte)
1116 {
1117         return pte;
1118 }
1119
1120 static inline int pte_swp_soft_dirty(pte_t pte)
1121 {
1122         return 0;
1123 }
1124
1125 static inline pte_t pte_swp_clear_soft_dirty(pte_t pte)
1126 {
1127         return pte;
1128 }
1129
1130 static inline pmd_t pmd_swp_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1131 {
1132         return pmd;
1133 }
1134
1135 static inline int pmd_swp_soft_dirty(pmd_t pmd)
1136 {
1137         return 0;
1138 }
1139
1140 static inline pmd_t pmd_swp_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1141 {
1142         return pmd;
1143 }
1144 #endif
1145
1146 #ifndef __HAVE_PFNMAP_TRACKING
1147 /*
1148  * Interfaces that can be used by architecture code to keep track of
1149  * memory type of pfn mappings specified by the remap_pfn_range,
1150  * vmf_insert_pfn.
1151  */
1152
1153 /*
1154  * track_pfn_remap is called when a _new_ pfn mapping is being established
1155  * by remap_pfn_range() for physical range indicated by pfn and size.
1156  */
1157 static inline int track_pfn_remap(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1158                                   unsigned long pfn, unsigned long addr,
1159                                   unsigned long size)
1160 {
1161         return 0;
1162 }
1163
1164 /*
1165  * track_pfn_insert is called when a _new_ single pfn is established
1166  * by vmf_insert_pfn().
1167  */
1168 static inline void track_pfn_insert(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1169                                     pfn_t pfn)
1170 {
1171 }
1172
1173 /*
1174  * track_pfn_copy is called when vma that is covering the pfnmap gets
1175  * copied through copy_page_range().
1176  */
1177 static inline int track_pfn_copy(struct vm_area_struct *vma)
1178 {
1179         return 0;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * untrack_pfn is called while unmapping a pfnmap for a region.
1184  * untrack can be called for a specific region indicated by pfn and size or
1185  * can be for the entire vma (in which case pfn, size are zero).
1186  */
1187 static inline void untrack_pfn(struct vm_area_struct *vma,
1188                                unsigned long pfn, unsigned long size,
1189                                bool mm_wr_locked)
1190 {
1191 }
1192
1193 /*
1194  * untrack_pfn_clear is called while mremapping a pfnmap for a new region
1195  * or fails to copy pgtable during duplicate vm area.
1196  */
1197 static inline void untrack_pfn_clear(struct vm_area_struct *vma)
1198 {
1199 }
1200 #else
1201 extern int track_pfn_remap(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1202                            unsigned long pfn, unsigned long addr,
1203                            unsigned long size);
1204 extern void track_pfn_insert(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1205                              pfn_t pfn);
1206 extern int track_pfn_copy(struct vm_area_struct *vma);
1207 extern void untrack_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long pfn,
1208                         unsigned long size, bool mm_wr_locked);
1209 extern void untrack_pfn_clear(struct vm_area_struct *vma);
1210 #endif
1211
1212 #ifdef CONFIG_MMU
1213 #ifdef __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
1214 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1215 {
1216         extern unsigned long zero_pfn;
1217         unsigned long offset_from_zero_pfn = pfn - zero_pfn;
1218         return offset_from_zero_pfn <= (zero_page_mask >> PAGE_SHIFT);
1219 }
1220
1221 #define my_zero_pfn(addr)       page_to_pfn(ZERO_PAGE(addr))
1222
1223 #else
1224 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1225 {
1226         extern unsigned long zero_pfn;
1227         return pfn == zero_pfn;
1228 }
1229
1230 static inline unsigned long my_zero_pfn(unsigned long addr)
1231 {
1232         extern unsigned long zero_pfn;
1233         return zero_pfn;
1234 }
1235 #endif
1236 #else
1237 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1238 {
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 static inline unsigned long my_zero_pfn(unsigned long addr)
1243 {
1244         return 0;
1245 }
1246 #endif /* CONFIG_MMU */
1247
1248 #ifdef CONFIG_MMU
1249
1250 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1251 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1252 {
1253         return 0;
1254 }
1255 #ifndef pmd_write
1256 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
1257 {
1258         BUG();
1259         return 0;
1260 }
1261 #endif /* pmd_write */
1262 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1263
1264 #ifndef pud_write
1265 static inline int pud_write(pud_t pud)
1266 {
1267         BUG();
1268         return 0;
1269 }
1270 #endif /* pud_write */
1271
1272 #if !defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1273 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
1274 {
1275         return 0;
1276 }
1277 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
1278 {
1279         return 0;
1280 }
1281 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
1282 {
1283         return 0;
1284 }
1285 #endif
1286
1287 #if !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || \
1288         !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD)
1289 static inline int pud_trans_huge(pud_t pud)
1290 {
1291         return 0;
1292 }
1293 #endif
1294
1295 /* See pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad for discussion. */
1296 static inline int pud_none_or_trans_huge_or_dev_or_clear_bad(pud_t *pud)
1297 {
1298         pud_t pudval = READ_ONCE(*pud);
1299
1300         if (pud_none(pudval) || pud_trans_huge(pudval) || pud_devmap(pudval))
1301                 return 1;
1302         if (unlikely(pud_bad(pudval))) {
1303                 pud_clear_bad(pud);
1304                 return 1;
1305         }
1306         return 0;
1307 }
1308
1309 /* See pmd_trans_unstable for discussion. */
1310 static inline int pud_trans_unstable(pud_t *pud)
1311 {
1312 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) &&                     \
1313         defined(CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD)
1314         return pud_none_or_trans_huge_or_dev_or_clear_bad(pud);
1315 #else
1316         return 0;
1317 #endif
1318 }
1319
1320 #ifndef arch_needs_pgtable_deposit
1321 #define arch_needs_pgtable_deposit() (false)
1322 #endif
1323 /*
1324  * This function is meant to be used by sites walking pagetables with
1325  * the mmap_lock held in read mode to protect against MADV_DONTNEED and
1326  * transhuge page faults. MADV_DONTNEED can convert a transhuge pmd
1327  * into a null pmd and the transhuge page fault can convert a null pmd
1328  * into an hugepmd or into a regular pmd (if the hugepage allocation
1329  * fails). While holding the mmap_lock in read mode the pmd becomes
1330  * stable and stops changing under us only if it's not null and not a
1331  * transhuge pmd. When those races occurs and this function makes a
1332  * difference vs the standard pmd_none_or_clear_bad, the result is
1333  * undefined so behaving like if the pmd was none is safe (because it
1334  * can return none anyway). The compiler level barrier() is critically
1335  * important to compute the two checks atomically on the same pmdval.
1336  *
1337  * For 32bit kernels with a 64bit large pmd_t this automatically takes
1338  * care of reading the pmd atomically to avoid SMP race conditions
1339  * against pmd_populate() when the mmap_lock is hold for reading by the
1340  * caller (a special atomic read not done by "gcc" as in the generic
1341  * version above, is also needed when THP is disabled because the page
1342  * fault can populate the pmd from under us).
1343  */
1344 static inline int pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd_t *pmd)
1345 {
1346         pmd_t pmdval = pmdp_get_lockless(pmd);
1347         /*
1348          * The barrier will stabilize the pmdval in a register or on
1349          * the stack so that it will stop changing under the code.
1350          *
1351          * When CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE=y on x86 32bit PAE,
1352          * pmdp_get_lockless is allowed to return a not atomic pmdval
1353          * (for example pointing to an hugepage that has never been
1354          * mapped in the pmd). The below checks will only care about
1355          * the low part of the pmd with 32bit PAE x86 anyway, with the
1356          * exception of pmd_none(). So the important thing is that if
1357          * the low part of the pmd is found null, the high part will
1358          * be also null or the pmd_none() check below would be
1359          * confused.
1360          */
1361 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1362         barrier();
1363 #endif
1364         /*
1365          * !pmd_present() checks for pmd migration entries
1366          *
1367          * The complete check uses is_pmd_migration_entry() in linux/swapops.h
1368          * But using that requires moving current function and pmd_trans_unstable()
1369          * to linux/swapops.h to resolve dependency, which is too much code move.
1370          *
1371          * !pmd_present() is equivalent to is_pmd_migration_entry() currently,
1372          * because !pmd_present() pages can only be under migration not swapped
1373          * out.
1374          *
1375          * pmd_none() is preserved for future condition checks on pmd migration
1376          * entries and not confusing with this function name, although it is
1377          * redundant with !pmd_present().
1378          */
1379         if (pmd_none(pmdval) || pmd_trans_huge(pmdval) ||
1380                 (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION) && !pmd_present(pmdval)))
1381                 return 1;
1382         if (unlikely(pmd_bad(pmdval))) {
1383                 pmd_clear_bad(pmd);
1384                 return 1;
1385         }
1386         return 0;
1387 }
1388
1389 /*
1390  * This is a noop if Transparent Hugepage Support is not built into
1391  * the kernel. Otherwise it is equivalent to
1392  * pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(), and shall only be called in
1393  * places that already verified the pmd is not none and they want to
1394  * walk ptes while holding the mmap sem in read mode (write mode don't
1395  * need this). If THP is not enabled, the pmd can't go away under the
1396  * code even if MADV_DONTNEED runs, but if THP is enabled we need to
1397  * run a pmd_trans_unstable before walking the ptes after
1398  * split_huge_pmd returns (because it may have run when the pmd become
1399  * null, but then a page fault can map in a THP and not a regular page).
1400  */
1401 static inline int pmd_trans_unstable(pmd_t *pmd)
1402 {
1403 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1404         return pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd);
1405 #else
1406         return 0;
1407 #endif
1408 }
1409
1410 /*
1411  * the ordering of these checks is important for pmds with _page_devmap set.
1412  * if we check pmd_trans_unstable() first we will trip the bad_pmd() check
1413  * inside of pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(). this will end up correctly
1414  * returning 1 but not before it spams dmesg with the pmd_clear_bad() output.
1415  */
1416 static inline int pmd_devmap_trans_unstable(pmd_t *pmd)
1417 {
1418         return pmd_devmap(*pmd) || pmd_trans_unstable(pmd);
1419 }
1420
1421 #ifndef CONFIG_NUMA_BALANCING
1422 /*
1423  * Technically a PTE can be PROTNONE even when not doing NUMA balancing but
1424  * the only case the kernel cares is for NUMA balancing and is only ever set
1425  * when the VMA is accessible. For PROT_NONE VMAs, the PTEs are not marked
1426  * _PAGE_PROTNONE so by default, implement the helper as "always no". It
1427  * is the responsibility of the caller to distinguish between PROT_NONE
1428  * protections and NUMA hinting fault protections.
1429  */
1430 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
1431 {
1432         return 0;
1433 }
1434
1435 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
1436 {
1437         return 0;
1438 }
1439 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1440
1441 #endif /* CONFIG_MMU */
1442
1443 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP
1444
1445 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1446 int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1447 void p4d_clear_huge(p4d_t *p4d);
1448 #else
1449 static inline int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1450 {
1451         return 0;
1452 }
1453 static inline void p4d_clear_huge(p4d_t *p4d) { }
1454 #endif /* !__PAGETABLE_P4D_FOLDED */
1455
1456 int pud_set_huge(pud_t *pud, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1457 int pmd_set_huge(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1458 int pud_clear_huge(pud_t *pud);
1459 int pmd_clear_huge(pmd_t *pmd);
1460 int p4d_free_pud_page(p4d_t *p4d, unsigned long addr);
1461 int pud_free_pmd_page(pud_t *pud, unsigned long addr);
1462 int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmd, unsigned long addr);
1463 #else   /* !CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
1464 static inline int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1465 {
1466         return 0;
1467 }
1468 static inline int pud_set_huge(pud_t *pud, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1469 {
1470         return 0;
1471 }
1472 static inline int pmd_set_huge(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1473 {
1474         return 0;
1475 }
1476 static inline void p4d_clear_huge(p4d_t *p4d) { }
1477 static inline int pud_clear_huge(pud_t *pud)
1478 {
1479         return 0;
1480 }
1481 static inline int pmd_clear_huge(pmd_t *pmd)
1482 {
1483         return 0;
1484 }
1485 static inline int p4d_free_pud_page(p4d_t *p4d, unsigned long addr)
1486 {
1487         return 0;
1488 }
1489 static inline int pud_free_pmd_page(pud_t *pud, unsigned long addr)
1490 {
1491         return 0;
1492 }
1493 static inline int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmd, unsigned long addr)
1494 {
1495         return 0;
1496 }
1497 #endif  /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
1498
1499 #ifndef __HAVE_ARCH_FLUSH_PMD_TLB_RANGE
1500 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1501 /*
1502  * ARCHes with special requirements for evicting THP backing TLB entries can
1503  * implement this. Otherwise also, it can help optimize normal TLB flush in
1504  * THP regime. Stock flush_tlb_range() typically has optimization to nuke the
1505  * entire TLB if flush span is greater than a threshold, which will
1506  * likely be true for a single huge page. Thus a single THP flush will
1507  * invalidate the entire TLB which is not desirable.
1508  * e.g. see arch/arc: flush_pmd_tlb_range
1509  */
1510 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     flush_tlb_range(vma, addr, end)
1511 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     flush_tlb_range(vma, addr, end)
1512 #else
1513 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     BUILD_BUG()
1514 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     BUILD_BUG()
1515 #endif
1516 #endif
1517
1518 struct file;
1519 int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long pfn,
1520                         unsigned long size, pgprot_t *vma_prot);
1521
1522 #ifndef CONFIG_X86_ESPFIX64
1523 static inline void init_espfix_bsp(void) { }
1524 #endif
1525
1526 extern void __init pgtable_cache_init(void);
1527
1528 #ifndef __HAVE_ARCH_PFN_MODIFY_ALLOWED
1529 static inline bool pfn_modify_allowed(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1530 {
1531         return true;
1532 }
1533
1534 static inline bool arch_has_pfn_modify_check(void)
1535 {
1536         return false;
1537 }
1538 #endif /* !_HAVE_ARCH_PFN_MODIFY_ALLOWED */
1539
1540 /*
1541  * Architecture PAGE_KERNEL_* fallbacks
1542  *
1543  * Some architectures don't define certain PAGE_KERNEL_* flags. This is either
1544  * because they really don't support them, or the port needs to be updated to
1545  * reflect the required functionality. Below are a set of relatively safe
1546  * fallbacks, as best effort, which we can count on in lieu of the architectures
1547  * not defining them on their own yet.
1548  */
1549
1550 #ifndef PAGE_KERNEL_RO
1551 # define PAGE_KERNEL_RO PAGE_KERNEL
1552 #endif
1553
1554 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1555 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1556 #endif
1557
1558 /*
1559  * Page Table Modification bits for pgtbl_mod_mask.
1560  *
1561  * These are used by the p?d_alloc_track*() set of functions an in the generic
1562  * vmalloc/ioremap code to track at which page-table levels entries have been
1563  * modified. Based on that the code can better decide when vmalloc and ioremap
1564  * mapping changes need to be synchronized to other page-tables in the system.
1565  */
1566 #define         __PGTBL_PGD_MODIFIED    0
1567 #define         __PGTBL_P4D_MODIFIED    1
1568 #define         __PGTBL_PUD_MODIFIED    2
1569 #define         __PGTBL_PMD_MODIFIED    3
1570 #define         __PGTBL_PTE_MODIFIED    4
1571
1572 #define         PGTBL_PGD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PGD_MODIFIED)
1573 #define         PGTBL_P4D_MODIFIED      BIT(__PGTBL_P4D_MODIFIED)
1574 #define         PGTBL_PUD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PUD_MODIFIED)
1575 #define         PGTBL_PMD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PMD_MODIFIED)
1576 #define         PGTBL_PTE_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PTE_MODIFIED)
1577
1578 /* Page-Table Modification Mask */
1579 typedef unsigned int pgtbl_mod_mask;
1580
1581 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1582
1583 #if !defined(MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS) && !defined(CONFIG_64BIT)
1584 #ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1585 /*
1586  * ZSMALLOC needs to know the highest PFN on 32-bit architectures
1587  * with physical address space extension, but falls back to
1588  * BITS_PER_LONG otherwise.
1589  */
1590 #error Missing MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS definition
1591 #else
1592 #define MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS 32
1593 #endif
1594 #endif
1595
1596 #ifndef has_transparent_hugepage
1597 #define has_transparent_hugepage() IS_BUILTIN(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1598 #endif
1599
1600 /*
1601  * On some architectures it depends on the mm if the p4d/pud or pmd
1602  * layer of the page table hierarchy is folded or not.
1603  */
1604 #ifndef mm_p4d_folded
1605 #define mm_p4d_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_P4D_FOLDED)
1606 #endif
1607
1608 #ifndef mm_pud_folded
1609 #define mm_pud_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED)
1610 #endif
1611
1612 #ifndef mm_pmd_folded
1613 #define mm_pmd_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED)
1614 #endif
1615
1616 #ifndef p4d_offset_lockless
1617 #define p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, address) p4d_offset(&(pgd), address)
1618 #endif
1619 #ifndef pud_offset_lockless
1620 #define pud_offset_lockless(p4dp, p4d, address) pud_offset(&(p4d), address)
1621 #endif
1622 #ifndef pmd_offset_lockless
1623 #define pmd_offset_lockless(pudp, pud, address) pmd_offset(&(pud), address)
1624 #endif
1625
1626 /*
1627  * p?d_leaf() - true if this entry is a final mapping to a physical address.
1628  * This differs from p?d_huge() by the fact that they are always available (if
1629  * the architecture supports large pages at the appropriate level) even
1630  * if CONFIG_HUGETLB_PAGE is not defined.
1631  * Only meaningful when called on a valid entry.
1632  */
1633 #ifndef pgd_leaf
1634 #define pgd_leaf(x)     0
1635 #endif
1636 #ifndef p4d_leaf
1637 #define p4d_leaf(x)     0
1638 #endif
1639 #ifndef pud_leaf
1640 #define pud_leaf(x)     0
1641 #endif
1642 #ifndef pmd_leaf
1643 #define pmd_leaf(x)     0
1644 #endif
1645
1646 #ifndef pgd_leaf_size
1647 #define pgd_leaf_size(x) (1ULL << PGDIR_SHIFT)
1648 #endif
1649 #ifndef p4d_leaf_size
1650 #define p4d_leaf_size(x) P4D_SIZE
1651 #endif
1652 #ifndef pud_leaf_size
1653 #define pud_leaf_size(x) PUD_SIZE
1654 #endif
1655 #ifndef pmd_leaf_size
1656 #define pmd_leaf_size(x) PMD_SIZE
1657 #endif
1658 #ifndef pte_leaf_size
1659 #define pte_leaf_size(x) PAGE_SIZE
1660 #endif
1661
1662 /*
1663  * Some architectures have MMUs that are configurable or selectable at boot
1664  * time. These lead to variable PTRS_PER_x. For statically allocated arrays it
1665  * helps to have a static maximum value.
1666  */
1667
1668 #ifndef MAX_PTRS_PER_PTE
1669 #define MAX_PTRS_PER_PTE PTRS_PER_PTE
1670 #endif
1671
1672 #ifndef MAX_PTRS_PER_PMD
1673 #define MAX_PTRS_PER_PMD PTRS_PER_PMD
1674 #endif
1675
1676 #ifndef MAX_PTRS_PER_PUD
1677 #define MAX_PTRS_PER_PUD PTRS_PER_PUD
1678 #endif
1679
1680 #ifndef MAX_PTRS_PER_P4D
1681 #define MAX_PTRS_PER_P4D PTRS_PER_P4D
1682 #endif
1683
1684 /* description of effects of mapping type and prot in current implementation.
1685  * this is due to the limited x86 page protection hardware.  The expected
1686  * behavior is in parens:
1687  *
1688  * map_type     prot
1689  *              PROT_NONE       PROT_READ       PROT_WRITE      PROT_EXEC
1690  * MAP_SHARED   r: (no) no      r: (yes) yes    r: (no) yes     r: (no) yes
1691  *              w: (no) no      w: (no) no      w: (yes) yes    w: (no) no
1692  *              x: (no) no      x: (no) yes     x: (no) yes     x: (yes) yes
1693  *
1694  * MAP_PRIVATE  r: (no) no      r: (yes) yes    r: (no) yes     r: (no) yes
1695  *              w: (no) no      w: (no) no      w: (copy) copy  w: (no) no
1696  *              x: (no) no      x: (no) yes     x: (no) yes     x: (yes) yes
1697  *
1698  * On arm64, PROT_EXEC has the following behaviour for both MAP_SHARED and
1699  * MAP_PRIVATE (with Enhanced PAN supported):
1700  *                                                              r: (no) no
1701  *                                                              w: (no) no
1702  *                                                              x: (yes) yes
1703  */
1704 #define DECLARE_VM_GET_PAGE_PROT                                        \
1705 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)                       \
1706 {                                                                       \
1707                 return protection_map[vm_flags &                        \
1708                         (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | VM_SHARED)];    \
1709 }                                                                       \
1710 EXPORT_SYMBOL(vm_get_page_prot);
1711
1712 #endif /* _LINUX_PGTABLE_H */