mm: Rename GUP_GET_PTE_LOW_HIGH
[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 __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
169 extern int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
170                                  unsigned long address, pte_t *ptep,
171                                  pte_t entry, int dirty);
172 #endif
173
174 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
175 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
176 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
177                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
178                                  pmd_t entry, int dirty);
179 extern int pudp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
180                                  unsigned long address, pud_t *pudp,
181                                  pud_t entry, int dirty);
182 #else
183 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
184                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
185                                         pmd_t entry, int dirty)
186 {
187         BUILD_BUG();
188         return 0;
189 }
190 static inline int pudp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
191                                         unsigned long address, pud_t *pudp,
192                                         pud_t entry, int dirty)
193 {
194         BUILD_BUG();
195         return 0;
196 }
197 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
198 #endif
199
200 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
201 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
202                                             unsigned long address,
203                                             pte_t *ptep)
204 {
205         pte_t pte = *ptep;
206         int r = 1;
207         if (!pte_young(pte))
208                 r = 0;
209         else
210                 set_pte_at(vma->vm_mm, address, ptep, pte_mkold(pte));
211         return r;
212 }
213 #endif
214
215 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
216 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG)
217 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
218                                             unsigned long address,
219                                             pmd_t *pmdp)
220 {
221         pmd_t pmd = *pmdp;
222         int r = 1;
223         if (!pmd_young(pmd))
224                 r = 0;
225         else
226                 set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, pmd_mkold(pmd));
227         return r;
228 }
229 #else
230 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
231                                             unsigned long address,
232                                             pmd_t *pmdp)
233 {
234         BUILD_BUG();
235         return 0;
236 }
237 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG */
238 #endif
239
240 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
241 int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
242                            unsigned long address, pte_t *ptep);
243 #endif
244
245 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
246 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
247 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
248                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
249 #else
250 /*
251  * Despite relevant to THP only, this API is called from generic rmap code
252  * under PageTransHuge(), hence needs a dummy implementation for !THP
253  */
254 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
255                                          unsigned long address, pmd_t *pmdp)
256 {
257         BUILD_BUG();
258         return 0;
259 }
260 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
261 #endif
262
263 #ifndef arch_has_hw_pte_young
264 /*
265  * Return whether the accessed bit is supported on the local CPU.
266  *
267  * This stub assumes accessing through an old PTE triggers a page fault.
268  * Architectures that automatically set the access bit should overwrite it.
269  */
270 static inline bool arch_has_hw_pte_young(void)
271 {
272         return false;
273 }
274 #endif
275
276 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
277 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
278                                        unsigned long address,
279                                        pte_t *ptep)
280 {
281         pte_t pte = *ptep;
282         pte_clear(mm, address, ptep);
283         page_table_check_pte_clear(mm, address, pte);
284         return pte;
285 }
286 #endif
287
288 static inline void ptep_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
289                               pte_t *ptep)
290 {
291         ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
292 }
293
294 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET
295 static inline pte_t ptep_get(pte_t *ptep)
296 {
297         return READ_ONCE(*ptep);
298 }
299 #endif
300
301 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_GET
302 static inline pmd_t pmdp_get(pmd_t *pmdp)
303 {
304         return READ_ONCE(*pmdp);
305 }
306 #endif
307
308 #ifdef CONFIG_GUP_GET_PXX_LOW_HIGH
309 /*
310  * For walking the pagetables without holding any locks.  Some architectures
311  * (eg x86-32 PAE) cannot load the entries atomically without using expensive
312  * instructions.  We are guaranteed that a PTE will only either go from not
313  * present to present, or present to not present -- it will not switch to a
314  * completely different present page without a TLB flush inbetween; which we
315  * are blocking by holding interrupts off.
316  *
317  * Setting ptes from not present to present goes:
318  *
319  *   ptep->pte_high = h;
320  *   smp_wmb();
321  *   ptep->pte_low = l;
322  *
323  * And present to not present goes:
324  *
325  *   ptep->pte_low = 0;
326  *   smp_wmb();
327  *   ptep->pte_high = 0;
328  *
329  * We must ensure here that the load of pte_low sees 'l' IFF pte_high sees 'h'.
330  * We load pte_high *after* loading pte_low, which ensures we don't see an older
331  * value of pte_high.  *Then* we recheck pte_low, which ensures that we haven't
332  * picked up a changed pte high. We might have gotten rubbish values from
333  * pte_low and pte_high, but we are guaranteed that pte_low will not have the
334  * present bit set *unless* it is 'l'. Because get_user_pages_fast() only
335  * operates on present ptes we're safe.
336  */
337 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
338 {
339         pte_t pte;
340
341         do {
342                 pte.pte_low = ptep->pte_low;
343                 smp_rmb();
344                 pte.pte_high = ptep->pte_high;
345                 smp_rmb();
346         } while (unlikely(pte.pte_low != ptep->pte_low));
347
348         return pte;
349 }
350 #define ptep_get_lockless ptep_get_lockless
351
352 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
353 static inline pmd_t pmdp_get_lockless(pmd_t *pmdp)
354 {
355         pmd_t pmd;
356
357         do {
358                 pmd.pmd_low = pmdp->pmd_low;
359                 smp_rmb();
360                 pmd.pmd_high = pmdp->pmd_high;
361                 smp_rmb();
362         } while (unlikely(pmd.pmd_low != pmdp->pmd_low));
363
364         return pmd;
365 }
366 #define pmdp_get_lockless pmdp_get_lockless
367 #endif /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2 */
368 #endif /* CONFIG_GUP_GET_PXX_LOW_HIGH */
369
370 /*
371  * We require that the PTE can be read atomically.
372  */
373 #ifndef ptep_get_lockless
374 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
375 {
376         return ptep_get(ptep);
377 }
378 #endif
379
380 #ifndef pmdp_get_lockless
381 static inline pmd_t pmdp_get_lockless(pmd_t *pmdp)
382 {
383         return pmdp_get(pmdp);
384 }
385 #endif
386
387 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
388 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
389 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
390                                             unsigned long address,
391                                             pmd_t *pmdp)
392 {
393         pmd_t pmd = *pmdp;
394
395         pmd_clear(pmdp);
396         page_table_check_pmd_clear(mm, address, pmd);
397
398         return pmd;
399 }
400 #endif /* __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR */
401 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
402 static inline pud_t pudp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
403                                             unsigned long address,
404                                             pud_t *pudp)
405 {
406         pud_t pud = *pudp;
407
408         pud_clear(pudp);
409         page_table_check_pud_clear(mm, address, pud);
410
411         return pud;
412 }
413 #endif /* __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR */
414 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
415
416 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
417 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
418 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct vm_area_struct *vma,
419                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp,
420                                             int full)
421 {
422         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
423 }
424 #endif
425
426 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
427 static inline pud_t pudp_huge_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
428                                             unsigned long address, pud_t *pudp,
429                                             int full)
430 {
431         return pudp_huge_get_and_clear(mm, address, pudp);
432 }
433 #endif
434 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
435
436 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
437 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
438                                             unsigned long address, pte_t *ptep,
439                                             int full)
440 {
441         pte_t pte;
442         pte = ptep_get_and_clear(mm, address, ptep);
443         return pte;
444 }
445 #endif
446
447
448 /*
449  * If two threads concurrently fault at the same page, the thread that
450  * won the race updates the PTE and its local TLB/Cache. The other thread
451  * gives up, simply does nothing, and continues; on architectures where
452  * software can update TLB,  local TLB can be updated here to avoid next page
453  * fault. This function updates TLB only, do nothing with cache or others.
454  * It is the difference with function update_mmu_cache.
455  */
456 #ifndef __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
457 static inline void update_mmu_tlb(struct vm_area_struct *vma,
458                                 unsigned long address, pte_t *ptep)
459 {
460 }
461 #define __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
462 #endif
463
464 /*
465  * Some architectures may be able to avoid expensive synchronization
466  * primitives when modifications are made to PTE's which are already
467  * not present, or in the process of an address space destruction.
468  */
469 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_CLEAR_NOT_PRESENT_FULL
470 static inline void pte_clear_not_present_full(struct mm_struct *mm,
471                                               unsigned long address,
472                                               pte_t *ptep,
473                                               int full)
474 {
475         pte_clear(mm, address, ptep);
476 }
477 #endif
478
479 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
480 extern pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
481                               unsigned long address,
482                               pte_t *ptep);
483 #endif
484
485 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
486 extern pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
487                               unsigned long address,
488                               pmd_t *pmdp);
489 extern pud_t pudp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
490                               unsigned long address,
491                               pud_t *pudp);
492 #endif
493
494 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
495 struct mm_struct;
496 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long address, pte_t *ptep)
497 {
498         pte_t old_pte = *ptep;
499         set_pte_at(mm, address, ptep, pte_wrprotect(old_pte));
500 }
501 #endif
502
503 /*
504  * On some architectures hardware does not set page access bit when accessing
505  * memory page, it is responsibility of software setting this bit. It brings
506  * out extra page fault penalty to track page access bit. For optimization page
507  * access bit can be set during all page fault flow on these arches.
508  * To be differentiate with macro pte_mkyoung, this macro is used on platforms
509  * where software maintains page access bit.
510  */
511 #ifndef pte_sw_mkyoung
512 static inline pte_t pte_sw_mkyoung(pte_t pte)
513 {
514         return pte;
515 }
516 #define pte_sw_mkyoung  pte_sw_mkyoung
517 #endif
518
519 #ifndef pte_savedwrite
520 #define pte_savedwrite pte_write
521 #endif
522
523 #ifndef pte_mk_savedwrite
524 #define pte_mk_savedwrite pte_mkwrite
525 #endif
526
527 #ifndef pte_clear_savedwrite
528 #define pte_clear_savedwrite pte_wrprotect
529 #endif
530
531 #ifndef pmd_savedwrite
532 #define pmd_savedwrite pmd_write
533 #endif
534
535 #ifndef pmd_mk_savedwrite
536 #define pmd_mk_savedwrite pmd_mkwrite
537 #endif
538
539 #ifndef pmd_clear_savedwrite
540 #define pmd_clear_savedwrite pmd_wrprotect
541 #endif
542
543 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
544 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
545 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
546                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
547 {
548         pmd_t old_pmd = *pmdp;
549         set_pmd_at(mm, address, pmdp, pmd_wrprotect(old_pmd));
550 }
551 #else
552 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
553                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
554 {
555         BUILD_BUG();
556 }
557 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
558 #endif
559 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_SET_WRPROTECT
560 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD
561 static inline void pudp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
562                                       unsigned long address, pud_t *pudp)
563 {
564         pud_t old_pud = *pudp;
565
566         set_pud_at(mm, address, pudp, pud_wrprotect(old_pud));
567 }
568 #else
569 static inline void pudp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
570                                       unsigned long address, pud_t *pudp)
571 {
572         BUILD_BUG();
573 }
574 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD */
575 #endif
576
577 #ifndef pmdp_collapse_flush
578 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
579 extern pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
580                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp);
581 #else
582 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
583                                         unsigned long address,
584                                         pmd_t *pmdp)
585 {
586         BUILD_BUG();
587         return *pmdp;
588 }
589 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
590 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
591 #endif
592
593 #ifndef __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
594 extern void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
595                                        pgtable_t pgtable);
596 #endif
597
598 #ifndef __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
599 extern pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
600 #endif
601
602 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
603 /*
604  * This is an implementation of pmdp_establish() that is only suitable for an
605  * architecture that doesn't have hardware dirty/accessed bits. In this case we
606  * can't race with CPU which sets these bits and non-atomic approach is fine.
607  */
608 static inline pmd_t generic_pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
609                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
610 {
611         pmd_t old_pmd = *pmdp;
612         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, pmd);
613         return old_pmd;
614 }
615 #endif
616
617 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
618 extern pmd_t pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
619                             pmd_t *pmdp);
620 #endif
621
622 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE_AD
623
624 /*
625  * pmdp_invalidate_ad() invalidates the PMD while changing a transparent
626  * hugepage mapping in the page tables. This function is similar to
627  * pmdp_invalidate(), but should only be used if the access and dirty bits would
628  * not be cleared by the software in the new PMD value. The function ensures
629  * that hardware changes of the access and dirty bits updates would not be lost.
630  *
631  * Doing so can allow in certain architectures to avoid a TLB flush in most
632  * cases. Yet, another TLB flush might be necessary later if the PMD update
633  * itself requires such flush (e.g., if protection was set to be stricter). Yet,
634  * even when a TLB flush is needed because of the update, the caller may be able
635  * to batch these TLB flushing operations, so fewer TLB flush operations are
636  * needed.
637  */
638 extern pmd_t pmdp_invalidate_ad(struct vm_area_struct *vma,
639                                 unsigned long address, pmd_t *pmdp);
640 #endif
641
642 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_SAME
643 static inline int pte_same(pte_t pte_a, pte_t pte_b)
644 {
645         return pte_val(pte_a) == pte_val(pte_b);
646 }
647 #endif
648
649 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
650 /*
651  * Some architectures provide facilities to virtualization guests
652  * so that they can flag allocated pages as unused. This allows the
653  * host to transparently reclaim unused pages. This function returns
654  * whether the pte's page is unused.
655  */
656 static inline int pte_unused(pte_t pte)
657 {
658         return 0;
659 }
660 #endif
661
662 #ifndef pte_access_permitted
663 #define pte_access_permitted(pte, write) \
664         (pte_present(pte) && (!(write) || pte_write(pte)))
665 #endif
666
667 #ifndef pmd_access_permitted
668 #define pmd_access_permitted(pmd, write) \
669         (pmd_present(pmd) && (!(write) || pmd_write(pmd)))
670 #endif
671
672 #ifndef pud_access_permitted
673 #define pud_access_permitted(pud, write) \
674         (pud_present(pud) && (!(write) || pud_write(pud)))
675 #endif
676
677 #ifndef p4d_access_permitted
678 #define p4d_access_permitted(p4d, write) \
679         (p4d_present(p4d) && (!(write) || p4d_write(p4d)))
680 #endif
681
682 #ifndef pgd_access_permitted
683 #define pgd_access_permitted(pgd, write) \
684         (pgd_present(pgd) && (!(write) || pgd_write(pgd)))
685 #endif
686
687 #ifndef __HAVE_ARCH_PMD_SAME
688 static inline int pmd_same(pmd_t pmd_a, pmd_t pmd_b)
689 {
690         return pmd_val(pmd_a) == pmd_val(pmd_b);
691 }
692
693 static inline int pud_same(pud_t pud_a, pud_t pud_b)
694 {
695         return pud_val(pud_a) == pud_val(pud_b);
696 }
697 #endif
698
699 #ifndef __HAVE_ARCH_P4D_SAME
700 static inline int p4d_same(p4d_t p4d_a, p4d_t p4d_b)
701 {
702         return p4d_val(p4d_a) == p4d_val(p4d_b);
703 }
704 #endif
705
706 #ifndef __HAVE_ARCH_PGD_SAME
707 static inline int pgd_same(pgd_t pgd_a, pgd_t pgd_b)
708 {
709         return pgd_val(pgd_a) == pgd_val(pgd_b);
710 }
711 #endif
712
713 /*
714  * Use set_p*_safe(), and elide TLB flushing, when confident that *no*
715  * TLB flush will be required as a result of the "set". For example, use
716  * in scenarios where it is known ahead of time that the routine is
717  * setting non-present entries, or re-setting an existing entry to the
718  * same value. Otherwise, use the typical "set" helpers and flush the
719  * TLB.
720  */
721 #define set_pte_safe(ptep, pte) \
722 ({ \
723         WARN_ON_ONCE(pte_present(*ptep) && !pte_same(*ptep, pte)); \
724         set_pte(ptep, pte); \
725 })
726
727 #define set_pmd_safe(pmdp, pmd) \
728 ({ \
729         WARN_ON_ONCE(pmd_present(*pmdp) && !pmd_same(*pmdp, pmd)); \
730         set_pmd(pmdp, pmd); \
731 })
732
733 #define set_pud_safe(pudp, pud) \
734 ({ \
735         WARN_ON_ONCE(pud_present(*pudp) && !pud_same(*pudp, pud)); \
736         set_pud(pudp, pud); \
737 })
738
739 #define set_p4d_safe(p4dp, p4d) \
740 ({ \
741         WARN_ON_ONCE(p4d_present(*p4dp) && !p4d_same(*p4dp, p4d)); \
742         set_p4d(p4dp, p4d); \
743 })
744
745 #define set_pgd_safe(pgdp, pgd) \
746 ({ \
747         WARN_ON_ONCE(pgd_present(*pgdp) && !pgd_same(*pgdp, pgd)); \
748         set_pgd(pgdp, pgd); \
749 })
750
751 #ifndef __HAVE_ARCH_DO_SWAP_PAGE
752 /*
753  * Some architectures support metadata associated with a page. When a
754  * page is being swapped out, this metadata must be saved so it can be
755  * restored when the page is swapped back in. SPARC M7 and newer
756  * processors support an ADI (Application Data Integrity) tag for the
757  * page as metadata for the page. arch_do_swap_page() can restore this
758  * metadata when a page is swapped back in.
759  */
760 static inline void arch_do_swap_page(struct mm_struct *mm,
761                                      struct vm_area_struct *vma,
762                                      unsigned long addr,
763                                      pte_t pte, pte_t oldpte)
764 {
765
766 }
767 #endif
768
769 #ifndef __HAVE_ARCH_UNMAP_ONE
770 /*
771  * Some architectures support metadata associated with a page. When a
772  * page is being swapped out, this metadata must be saved so it can be
773  * restored when the page is swapped back in. SPARC M7 and newer
774  * processors support an ADI (Application Data Integrity) tag for the
775  * page as metadata for the page. arch_unmap_one() can save this
776  * metadata on a swap-out of a page.
777  */
778 static inline int arch_unmap_one(struct mm_struct *mm,
779                                   struct vm_area_struct *vma,
780                                   unsigned long addr,
781                                   pte_t orig_pte)
782 {
783         return 0;
784 }
785 #endif
786
787 /*
788  * Allow architectures to preserve additional metadata associated with
789  * swapped-out pages. The corresponding __HAVE_ARCH_SWAP_* macros and function
790  * prototypes must be defined in the arch-specific asm/pgtable.h file.
791  */
792 #ifndef __HAVE_ARCH_PREPARE_TO_SWAP
793 static inline int arch_prepare_to_swap(struct page *page)
794 {
795         return 0;
796 }
797 #endif
798
799 #ifndef __HAVE_ARCH_SWAP_INVALIDATE
800 static inline void arch_swap_invalidate_page(int type, pgoff_t offset)
801 {
802 }
803
804 static inline void arch_swap_invalidate_area(int type)
805 {
806 }
807 #endif
808
809 #ifndef __HAVE_ARCH_SWAP_RESTORE
810 static inline void arch_swap_restore(swp_entry_t entry, struct folio *folio)
811 {
812 }
813 #endif
814
815 #ifndef __HAVE_ARCH_PGD_OFFSET_GATE
816 #define pgd_offset_gate(mm, addr)       pgd_offset(mm, addr)
817 #endif
818
819 #ifndef __HAVE_ARCH_MOVE_PTE
820 #define move_pte(pte, prot, old_addr, new_addr) (pte)
821 #endif
822
823 #ifndef pte_accessible
824 # define pte_accessible(mm, pte)        ((void)(pte), 1)
825 #endif
826
827 #ifndef flush_tlb_fix_spurious_fault
828 #define flush_tlb_fix_spurious_fault(vma, address) flush_tlb_page(vma, address)
829 #endif
830
831 /*
832  * When walking page tables, get the address of the next boundary,
833  * or the end address of the range if that comes earlier.  Although no
834  * vma end wraps to 0, rounded up __boundary may wrap to 0 throughout.
835  */
836
837 #define pgd_addr_end(addr, end)                                         \
838 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK;  \
839         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
840 })
841
842 #ifndef p4d_addr_end
843 #define p4d_addr_end(addr, end)                                         \
844 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + P4D_SIZE) & P4D_MASK;      \
845         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
846 })
847 #endif
848
849 #ifndef pud_addr_end
850 #define pud_addr_end(addr, end)                                         \
851 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PUD_SIZE) & PUD_MASK;      \
852         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
853 })
854 #endif
855
856 #ifndef pmd_addr_end
857 #define pmd_addr_end(addr, end)                                         \
858 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PMD_SIZE) & PMD_MASK;      \
859         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
860 })
861 #endif
862
863 /*
864  * When walking page tables, we usually want to skip any p?d_none entries;
865  * and any p?d_bad entries - reporting the error before resetting to none.
866  * Do the tests inline, but report and clear the bad entry in mm/memory.c.
867  */
868 void pgd_clear_bad(pgd_t *);
869
870 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
871 void p4d_clear_bad(p4d_t *);
872 #else
873 #define p4d_clear_bad(p4d)        do { } while (0)
874 #endif
875
876 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
877 void pud_clear_bad(pud_t *);
878 #else
879 #define pud_clear_bad(p4d)        do { } while (0)
880 #endif
881
882 void pmd_clear_bad(pmd_t *);
883
884 static inline int pgd_none_or_clear_bad(pgd_t *pgd)
885 {
886         if (pgd_none(*pgd))
887                 return 1;
888         if (unlikely(pgd_bad(*pgd))) {
889                 pgd_clear_bad(pgd);
890                 return 1;
891         }
892         return 0;
893 }
894
895 static inline int p4d_none_or_clear_bad(p4d_t *p4d)
896 {
897         if (p4d_none(*p4d))
898                 return 1;
899         if (unlikely(p4d_bad(*p4d))) {
900                 p4d_clear_bad(p4d);
901                 return 1;
902         }
903         return 0;
904 }
905
906 static inline int pud_none_or_clear_bad(pud_t *pud)
907 {
908         if (pud_none(*pud))
909                 return 1;
910         if (unlikely(pud_bad(*pud))) {
911                 pud_clear_bad(pud);
912                 return 1;
913         }
914         return 0;
915 }
916
917 static inline int pmd_none_or_clear_bad(pmd_t *pmd)
918 {
919         if (pmd_none(*pmd))
920                 return 1;
921         if (unlikely(pmd_bad(*pmd))) {
922                 pmd_clear_bad(pmd);
923                 return 1;
924         }
925         return 0;
926 }
927
928 static inline pte_t __ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
929                                              unsigned long addr,
930                                              pte_t *ptep)
931 {
932         /*
933          * Get the current pte state, but zero it out to make it
934          * non-present, preventing the hardware from asynchronously
935          * updating it.
936          */
937         return ptep_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, ptep);
938 }
939
940 static inline void __ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
941                                              unsigned long addr,
942                                              pte_t *ptep, pte_t pte)
943 {
944         /*
945          * The pte is non-present, so there's no hardware state to
946          * preserve.
947          */
948         set_pte_at(vma->vm_mm, addr, ptep, pte);
949 }
950
951 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
952 /*
953  * Start a pte protection read-modify-write transaction, which
954  * protects against asynchronous hardware modifications to the pte.
955  * The intention is not to prevent the hardware from making pte
956  * updates, but to prevent any updates it may make from being lost.
957  *
958  * This does not protect against other software modifications of the
959  * pte; the appropriate pte lock must be held over the transaction.
960  *
961  * Note that this interface is intended to be batchable, meaning that
962  * ptep_modify_prot_commit may not actually update the pte, but merely
963  * queue the update to be done at some later time.  The update must be
964  * actually committed before the pte lock is released, however.
965  */
966 static inline pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
967                                            unsigned long addr,
968                                            pte_t *ptep)
969 {
970         return __ptep_modify_prot_start(vma, addr, ptep);
971 }
972
973 /*
974  * Commit an update to a pte, leaving any hardware-controlled bits in
975  * the PTE unmodified.
976  */
977 static inline void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
978                                            unsigned long addr,
979                                            pte_t *ptep, pte_t old_pte, pte_t pte)
980 {
981         __ptep_modify_prot_commit(vma, addr, ptep, pte);
982 }
983 #endif /* __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION */
984 #endif /* CONFIG_MMU */
985
986 /*
987  * No-op macros that just return the current protection value. Defined here
988  * because these macros can be used even if CONFIG_MMU is not defined.
989  */
990
991 #ifndef pgprot_nx
992 #define pgprot_nx(prot) (prot)
993 #endif
994
995 #ifndef pgprot_noncached
996 #define pgprot_noncached(prot)  (prot)
997 #endif
998
999 #ifndef pgprot_writecombine
1000 #define pgprot_writecombine pgprot_noncached
1001 #endif
1002
1003 #ifndef pgprot_writethrough
1004 #define pgprot_writethrough pgprot_noncached
1005 #endif
1006
1007 #ifndef pgprot_device
1008 #define pgprot_device pgprot_noncached
1009 #endif
1010
1011 #ifndef pgprot_mhp
1012 #define pgprot_mhp(prot)        (prot)
1013 #endif
1014
1015 #ifdef CONFIG_MMU
1016 #ifndef pgprot_modify
1017 #define pgprot_modify pgprot_modify
1018 static inline pgprot_t pgprot_modify(pgprot_t oldprot, pgprot_t newprot)
1019 {
1020         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_noncached(oldprot)))
1021                 newprot = pgprot_noncached(newprot);
1022         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_writecombine(oldprot)))
1023                 newprot = pgprot_writecombine(newprot);
1024         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_device(oldprot)))
1025                 newprot = pgprot_device(newprot);
1026         return newprot;
1027 }
1028 #endif
1029 #endif /* CONFIG_MMU */
1030
1031 #ifndef pgprot_encrypted
1032 #define pgprot_encrypted(prot)  (prot)
1033 #endif
1034
1035 #ifndef pgprot_decrypted
1036 #define pgprot_decrypted(prot)  (prot)
1037 #endif
1038
1039 /*
1040  * A facility to provide lazy MMU batching.  This allows PTE updates and
1041  * page invalidations to be delayed until a call to leave lazy MMU mode
1042  * is issued.  Some architectures may benefit from doing this, and it is
1043  * beneficial for both shadow and direct mode hypervisors, which may batch
1044  * the PTE updates which happen during this window.  Note that using this
1045  * interface requires that read hazards be removed from the code.  A read
1046  * hazard could result in the direct mode hypervisor case, since the actual
1047  * write to the page tables may not yet have taken place, so reads though
1048  * a raw PTE pointer after it has been modified are not guaranteed to be
1049  * up to date.  This mode can only be entered and left under the protection of
1050  * the page table locks for all page tables which may be modified.  In the UP
1051  * case, this is required so that preemption is disabled, and in the SMP case,
1052  * it must synchronize the delayed page table writes properly on other CPUs.
1053  */
1054 #ifndef __HAVE_ARCH_ENTER_LAZY_MMU_MODE
1055 #define arch_enter_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
1056 #define arch_leave_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
1057 #define arch_flush_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
1058 #endif
1059
1060 /*
1061  * A facility to provide batching of the reload of page tables and
1062  * other process state with the actual context switch code for
1063  * paravirtualized guests.  By convention, only one of the batched
1064  * update (lazy) modes (CPU, MMU) should be active at any given time,
1065  * entry should never be nested, and entry and exits should always be
1066  * paired.  This is for sanity of maintaining and reasoning about the
1067  * kernel code.  In this case, the exit (end of the context switch) is
1068  * in architecture-specific code, and so doesn't need a generic
1069  * definition.
1070  */
1071 #ifndef __HAVE_ARCH_START_CONTEXT_SWITCH
1072 #define arch_start_context_switch(prev) do {} while (0)
1073 #endif
1074
1075 /*
1076  * When replacing an anonymous page by a real (!non) swap entry, we clear
1077  * PG_anon_exclusive from the page and instead remember whether the flag was
1078  * set in the swp pte. During fork(), we have to mark the entry as !exclusive
1079  * (possibly shared). On swapin, we use that information to restore
1080  * PG_anon_exclusive, which is very helpful in cases where we might have
1081  * additional (e.g., FOLL_GET) references on a page and wouldn't be able to
1082  * detect exclusivity.
1083  *
1084  * These functions don't apply to non-swap entries (e.g., migration, hwpoison,
1085  * ...).
1086  */
1087 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_SWP_EXCLUSIVE
1088 static inline pte_t pte_swp_mkexclusive(pte_t pte)
1089 {
1090         return pte;
1091 }
1092
1093 static inline int pte_swp_exclusive(pte_t pte)
1094 {
1095         return false;
1096 }
1097
1098 static inline pte_t pte_swp_clear_exclusive(pte_t pte)
1099 {
1100         return pte;
1101 }
1102 #endif
1103
1104 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY
1105 #ifndef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1106 static inline pmd_t pmd_swp_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1107 {
1108         return pmd;
1109 }
1110
1111 static inline int pmd_swp_soft_dirty(pmd_t pmd)
1112 {
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 static inline pmd_t pmd_swp_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1117 {
1118         return pmd;
1119 }
1120 #endif
1121 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY */
1122 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
1123 {
1124         return 0;
1125 }
1126
1127 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
1128 {
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
1133 {
1134         return pte;
1135 }
1136
1137 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1138 {
1139         return pmd;
1140 }
1141
1142 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
1143 {
1144         return pte;
1145 }
1146
1147 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1148 {
1149         return pmd;
1150 }
1151
1152 static inline pte_t pte_swp_mksoft_dirty(pte_t pte)
1153 {
1154         return pte;
1155 }
1156
1157 static inline int pte_swp_soft_dirty(pte_t pte)
1158 {
1159         return 0;
1160 }
1161
1162 static inline pte_t pte_swp_clear_soft_dirty(pte_t pte)
1163 {
1164         return pte;
1165 }
1166
1167 static inline pmd_t pmd_swp_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1168 {
1169         return pmd;
1170 }
1171
1172 static inline int pmd_swp_soft_dirty(pmd_t pmd)
1173 {
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 static inline pmd_t pmd_swp_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1178 {
1179         return pmd;
1180 }
1181 #endif
1182
1183 #ifndef __HAVE_PFNMAP_TRACKING
1184 /*
1185  * Interfaces that can be used by architecture code to keep track of
1186  * memory type of pfn mappings specified by the remap_pfn_range,
1187  * vmf_insert_pfn.
1188  */
1189
1190 /*
1191  * track_pfn_remap is called when a _new_ pfn mapping is being established
1192  * by remap_pfn_range() for physical range indicated by pfn and size.
1193  */
1194 static inline int track_pfn_remap(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1195                                   unsigned long pfn, unsigned long addr,
1196                                   unsigned long size)
1197 {
1198         return 0;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * track_pfn_insert is called when a _new_ single pfn is established
1203  * by vmf_insert_pfn().
1204  */
1205 static inline void track_pfn_insert(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1206                                     pfn_t pfn)
1207 {
1208 }
1209
1210 /*
1211  * track_pfn_copy is called when vma that is covering the pfnmap gets
1212  * copied through copy_page_range().
1213  */
1214 static inline int track_pfn_copy(struct vm_area_struct *vma)
1215 {
1216         return 0;
1217 }
1218
1219 /*
1220  * untrack_pfn is called while unmapping a pfnmap for a region.
1221  * untrack can be called for a specific region indicated by pfn and size or
1222  * can be for the entire vma (in which case pfn, size are zero).
1223  */
1224 static inline void untrack_pfn(struct vm_area_struct *vma,
1225                                unsigned long pfn, unsigned long size)
1226 {
1227 }
1228
1229 /*
1230  * untrack_pfn_moved is called while mremapping a pfnmap for a new region.
1231  */
1232 static inline void untrack_pfn_moved(struct vm_area_struct *vma)
1233 {
1234 }
1235 #else
1236 extern int track_pfn_remap(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1237                            unsigned long pfn, unsigned long addr,
1238                            unsigned long size);
1239 extern void track_pfn_insert(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1240                              pfn_t pfn);
1241 extern int track_pfn_copy(struct vm_area_struct *vma);
1242 extern void untrack_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long pfn,
1243                         unsigned long size);
1244 extern void untrack_pfn_moved(struct vm_area_struct *vma);
1245 #endif
1246
1247 #ifdef CONFIG_MMU
1248 #ifdef __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
1249 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1250 {
1251         extern unsigned long zero_pfn;
1252         unsigned long offset_from_zero_pfn = pfn - zero_pfn;
1253         return offset_from_zero_pfn <= (zero_page_mask >> PAGE_SHIFT);
1254 }
1255
1256 #define my_zero_pfn(addr)       page_to_pfn(ZERO_PAGE(addr))
1257
1258 #else
1259 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1260 {
1261         extern unsigned long zero_pfn;
1262         return pfn == zero_pfn;
1263 }
1264
1265 static inline unsigned long my_zero_pfn(unsigned long addr)
1266 {
1267         extern unsigned long zero_pfn;
1268         return zero_pfn;
1269 }
1270 #endif
1271 #else
1272 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1273 {
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 static inline unsigned long my_zero_pfn(unsigned long addr)
1278 {
1279         return 0;
1280 }
1281 #endif /* CONFIG_MMU */
1282
1283 #ifdef CONFIG_MMU
1284
1285 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1286 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1287 {
1288         return 0;
1289 }
1290 #ifndef pmd_write
1291 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
1292 {
1293         BUG();
1294         return 0;
1295 }
1296 #endif /* pmd_write */
1297 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1298
1299 #ifndef pud_write
1300 static inline int pud_write(pud_t pud)
1301 {
1302         BUG();
1303         return 0;
1304 }
1305 #endif /* pud_write */
1306
1307 #if !defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1308 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
1309 {
1310         return 0;
1311 }
1312 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
1313 {
1314         return 0;
1315 }
1316 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
1317 {
1318         return 0;
1319 }
1320 #endif
1321
1322 #if !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || \
1323         !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD)
1324 static inline int pud_trans_huge(pud_t pud)
1325 {
1326         return 0;
1327 }
1328 #endif
1329
1330 /* See pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad for discussion. */
1331 static inline int pud_none_or_trans_huge_or_dev_or_clear_bad(pud_t *pud)
1332 {
1333         pud_t pudval = READ_ONCE(*pud);
1334
1335         if (pud_none(pudval) || pud_trans_huge(pudval) || pud_devmap(pudval))
1336                 return 1;
1337         if (unlikely(pud_bad(pudval))) {
1338                 pud_clear_bad(pud);
1339                 return 1;
1340         }
1341         return 0;
1342 }
1343
1344 /* See pmd_trans_unstable for discussion. */
1345 static inline int pud_trans_unstable(pud_t *pud)
1346 {
1347 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) &&                     \
1348         defined(CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD)
1349         return pud_none_or_trans_huge_or_dev_or_clear_bad(pud);
1350 #else
1351         return 0;
1352 #endif
1353 }
1354
1355 static inline pmd_t pmd_read_atomic(pmd_t *pmdp)
1356 {
1357         return pmdp_get_lockless(pmdp);
1358 }
1359
1360 #ifndef arch_needs_pgtable_deposit
1361 #define arch_needs_pgtable_deposit() (false)
1362 #endif
1363 /*
1364  * This function is meant to be used by sites walking pagetables with
1365  * the mmap_lock held in read mode to protect against MADV_DONTNEED and
1366  * transhuge page faults. MADV_DONTNEED can convert a transhuge pmd
1367  * into a null pmd and the transhuge page fault can convert a null pmd
1368  * into an hugepmd or into a regular pmd (if the hugepage allocation
1369  * fails). While holding the mmap_lock in read mode the pmd becomes
1370  * stable and stops changing under us only if it's not null and not a
1371  * transhuge pmd. When those races occurs and this function makes a
1372  * difference vs the standard pmd_none_or_clear_bad, the result is
1373  * undefined so behaving like if the pmd was none is safe (because it
1374  * can return none anyway). The compiler level barrier() is critically
1375  * important to compute the two checks atomically on the same pmdval.
1376  *
1377  * For 32bit kernels with a 64bit large pmd_t this automatically takes
1378  * care of reading the pmd atomically to avoid SMP race conditions
1379  * against pmd_populate() when the mmap_lock is hold for reading by the
1380  * caller (a special atomic read not done by "gcc" as in the generic
1381  * version above, is also needed when THP is disabled because the page
1382  * fault can populate the pmd from under us).
1383  */
1384 static inline int pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd_t *pmd)
1385 {
1386         pmd_t pmdval = pmd_read_atomic(pmd);
1387         /*
1388          * The barrier will stabilize the pmdval in a register or on
1389          * the stack so that it will stop changing under the code.
1390          *
1391          * When CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE=y on x86 32bit PAE,
1392          * pmd_read_atomic is allowed to return a not atomic pmdval
1393          * (for example pointing to an hugepage that has never been
1394          * mapped in the pmd). The below checks will only care about
1395          * the low part of the pmd with 32bit PAE x86 anyway, with the
1396          * exception of pmd_none(). So the important thing is that if
1397          * the low part of the pmd is found null, the high part will
1398          * be also null or the pmd_none() check below would be
1399          * confused.
1400          */
1401 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1402         barrier();
1403 #endif
1404         /*
1405          * !pmd_present() checks for pmd migration entries
1406          *
1407          * The complete check uses is_pmd_migration_entry() in linux/swapops.h
1408          * But using that requires moving current function and pmd_trans_unstable()
1409          * to linux/swapops.h to resolve dependency, which is too much code move.
1410          *
1411          * !pmd_present() is equivalent to is_pmd_migration_entry() currently,
1412          * because !pmd_present() pages can only be under migration not swapped
1413          * out.
1414          *
1415          * pmd_none() is preserved for future condition checks on pmd migration
1416          * entries and not confusing with this function name, although it is
1417          * redundant with !pmd_present().
1418          */
1419         if (pmd_none(pmdval) || pmd_trans_huge(pmdval) ||
1420                 (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION) && !pmd_present(pmdval)))
1421                 return 1;
1422         if (unlikely(pmd_bad(pmdval))) {
1423                 pmd_clear_bad(pmd);
1424                 return 1;
1425         }
1426         return 0;
1427 }
1428
1429 /*
1430  * This is a noop if Transparent Hugepage Support is not built into
1431  * the kernel. Otherwise it is equivalent to
1432  * pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(), and shall only be called in
1433  * places that already verified the pmd is not none and they want to
1434  * walk ptes while holding the mmap sem in read mode (write mode don't
1435  * need this). If THP is not enabled, the pmd can't go away under the
1436  * code even if MADV_DONTNEED runs, but if THP is enabled we need to
1437  * run a pmd_trans_unstable before walking the ptes after
1438  * split_huge_pmd returns (because it may have run when the pmd become
1439  * null, but then a page fault can map in a THP and not a regular page).
1440  */
1441 static inline int pmd_trans_unstable(pmd_t *pmd)
1442 {
1443 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1444         return pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd);
1445 #else
1446         return 0;
1447 #endif
1448 }
1449
1450 /*
1451  * the ordering of these checks is important for pmds with _page_devmap set.
1452  * if we check pmd_trans_unstable() first we will trip the bad_pmd() check
1453  * inside of pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(). this will end up correctly
1454  * returning 1 but not before it spams dmesg with the pmd_clear_bad() output.
1455  */
1456 static inline int pmd_devmap_trans_unstable(pmd_t *pmd)
1457 {
1458         return pmd_devmap(*pmd) || pmd_trans_unstable(pmd);
1459 }
1460
1461 #ifndef CONFIG_NUMA_BALANCING
1462 /*
1463  * Technically a PTE can be PROTNONE even when not doing NUMA balancing but
1464  * the only case the kernel cares is for NUMA balancing and is only ever set
1465  * when the VMA is accessible. For PROT_NONE VMAs, the PTEs are not marked
1466  * _PAGE_PROTNONE so by default, implement the helper as "always no". It
1467  * is the responsibility of the caller to distinguish between PROT_NONE
1468  * protections and NUMA hinting fault protections.
1469  */
1470 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
1471 {
1472         return 0;
1473 }
1474
1475 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
1476 {
1477         return 0;
1478 }
1479 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1480
1481 #endif /* CONFIG_MMU */
1482
1483 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP
1484
1485 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1486 int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1487 void p4d_clear_huge(p4d_t *p4d);
1488 #else
1489 static inline int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1490 {
1491         return 0;
1492 }
1493 static inline void p4d_clear_huge(p4d_t *p4d) { }
1494 #endif /* !__PAGETABLE_P4D_FOLDED */
1495
1496 int pud_set_huge(pud_t *pud, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1497 int pmd_set_huge(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1498 int pud_clear_huge(pud_t *pud);
1499 int pmd_clear_huge(pmd_t *pmd);
1500 int p4d_free_pud_page(p4d_t *p4d, unsigned long addr);
1501 int pud_free_pmd_page(pud_t *pud, unsigned long addr);
1502 int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmd, unsigned long addr);
1503 #else   /* !CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
1504 static inline int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1505 {
1506         return 0;
1507 }
1508 static inline int pud_set_huge(pud_t *pud, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1509 {
1510         return 0;
1511 }
1512 static inline int pmd_set_huge(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1513 {
1514         return 0;
1515 }
1516 static inline void p4d_clear_huge(p4d_t *p4d) { }
1517 static inline int pud_clear_huge(pud_t *pud)
1518 {
1519         return 0;
1520 }
1521 static inline int pmd_clear_huge(pmd_t *pmd)
1522 {
1523         return 0;
1524 }
1525 static inline int p4d_free_pud_page(p4d_t *p4d, unsigned long addr)
1526 {
1527         return 0;
1528 }
1529 static inline int pud_free_pmd_page(pud_t *pud, unsigned long addr)
1530 {
1531         return 0;
1532 }
1533 static inline int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmd, unsigned long addr)
1534 {
1535         return 0;
1536 }
1537 #endif  /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
1538
1539 #ifndef __HAVE_ARCH_FLUSH_PMD_TLB_RANGE
1540 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1541 /*
1542  * ARCHes with special requirements for evicting THP backing TLB entries can
1543  * implement this. Otherwise also, it can help optimize normal TLB flush in
1544  * THP regime. Stock flush_tlb_range() typically has optimization to nuke the
1545  * entire TLB if flush span is greater than a threshold, which will
1546  * likely be true for a single huge page. Thus a single THP flush will
1547  * invalidate the entire TLB which is not desirable.
1548  * e.g. see arch/arc: flush_pmd_tlb_range
1549  */
1550 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     flush_tlb_range(vma, addr, end)
1551 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     flush_tlb_range(vma, addr, end)
1552 #else
1553 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     BUILD_BUG()
1554 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     BUILD_BUG()
1555 #endif
1556 #endif
1557
1558 struct file;
1559 int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long pfn,
1560                         unsigned long size, pgprot_t *vma_prot);
1561
1562 #ifndef CONFIG_X86_ESPFIX64
1563 static inline void init_espfix_bsp(void) { }
1564 #endif
1565
1566 extern void __init pgtable_cache_init(void);
1567
1568 #ifndef __HAVE_ARCH_PFN_MODIFY_ALLOWED
1569 static inline bool pfn_modify_allowed(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1570 {
1571         return true;
1572 }
1573
1574 static inline bool arch_has_pfn_modify_check(void)
1575 {
1576         return false;
1577 }
1578 #endif /* !_HAVE_ARCH_PFN_MODIFY_ALLOWED */
1579
1580 /*
1581  * Architecture PAGE_KERNEL_* fallbacks
1582  *
1583  * Some architectures don't define certain PAGE_KERNEL_* flags. This is either
1584  * because they really don't support them, or the port needs to be updated to
1585  * reflect the required functionality. Below are a set of relatively safe
1586  * fallbacks, as best effort, which we can count on in lieu of the architectures
1587  * not defining them on their own yet.
1588  */
1589
1590 #ifndef PAGE_KERNEL_RO
1591 # define PAGE_KERNEL_RO PAGE_KERNEL
1592 #endif
1593
1594 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1595 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1596 #endif
1597
1598 /*
1599  * Page Table Modification bits for pgtbl_mod_mask.
1600  *
1601  * These are used by the p?d_alloc_track*() set of functions an in the generic
1602  * vmalloc/ioremap code to track at which page-table levels entries have been
1603  * modified. Based on that the code can better decide when vmalloc and ioremap
1604  * mapping changes need to be synchronized to other page-tables in the system.
1605  */
1606 #define         __PGTBL_PGD_MODIFIED    0
1607 #define         __PGTBL_P4D_MODIFIED    1
1608 #define         __PGTBL_PUD_MODIFIED    2
1609 #define         __PGTBL_PMD_MODIFIED    3
1610 #define         __PGTBL_PTE_MODIFIED    4
1611
1612 #define         PGTBL_PGD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PGD_MODIFIED)
1613 #define         PGTBL_P4D_MODIFIED      BIT(__PGTBL_P4D_MODIFIED)
1614 #define         PGTBL_PUD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PUD_MODIFIED)
1615 #define         PGTBL_PMD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PMD_MODIFIED)
1616 #define         PGTBL_PTE_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PTE_MODIFIED)
1617
1618 /* Page-Table Modification Mask */
1619 typedef unsigned int pgtbl_mod_mask;
1620
1621 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1622
1623 #if !defined(MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS) && !defined(CONFIG_64BIT)
1624 #ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1625 /*
1626  * ZSMALLOC needs to know the highest PFN on 32-bit architectures
1627  * with physical address space extension, but falls back to
1628  * BITS_PER_LONG otherwise.
1629  */
1630 #error Missing MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS definition
1631 #else
1632 #define MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS 32
1633 #endif
1634 #endif
1635
1636 #ifndef has_transparent_hugepage
1637 #define has_transparent_hugepage() IS_BUILTIN(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1638 #endif
1639
1640 /*
1641  * On some architectures it depends on the mm if the p4d/pud or pmd
1642  * layer of the page table hierarchy is folded or not.
1643  */
1644 #ifndef mm_p4d_folded
1645 #define mm_p4d_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_P4D_FOLDED)
1646 #endif
1647
1648 #ifndef mm_pud_folded
1649 #define mm_pud_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED)
1650 #endif
1651
1652 #ifndef mm_pmd_folded
1653 #define mm_pmd_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED)
1654 #endif
1655
1656 #ifndef p4d_offset_lockless
1657 #define p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, address) p4d_offset(&(pgd), address)
1658 #endif
1659 #ifndef pud_offset_lockless
1660 #define pud_offset_lockless(p4dp, p4d, address) pud_offset(&(p4d), address)
1661 #endif
1662 #ifndef pmd_offset_lockless
1663 #define pmd_offset_lockless(pudp, pud, address) pmd_offset(&(pud), address)
1664 #endif
1665
1666 /*
1667  * p?d_leaf() - true if this entry is a final mapping to a physical address.
1668  * This differs from p?d_huge() by the fact that they are always available (if
1669  * the architecture supports large pages at the appropriate level) even
1670  * if CONFIG_HUGETLB_PAGE is not defined.
1671  * Only meaningful when called on a valid entry.
1672  */
1673 #ifndef pgd_leaf
1674 #define pgd_leaf(x)     0
1675 #endif
1676 #ifndef p4d_leaf
1677 #define p4d_leaf(x)     0
1678 #endif
1679 #ifndef pud_leaf
1680 #define pud_leaf(x)     0
1681 #endif
1682 #ifndef pmd_leaf
1683 #define pmd_leaf(x)     0
1684 #endif
1685
1686 #ifndef pgd_leaf_size
1687 #define pgd_leaf_size(x) (1ULL << PGDIR_SHIFT)
1688 #endif
1689 #ifndef p4d_leaf_size
1690 #define p4d_leaf_size(x) P4D_SIZE
1691 #endif
1692 #ifndef pud_leaf_size
1693 #define pud_leaf_size(x) PUD_SIZE
1694 #endif
1695 #ifndef pmd_leaf_size
1696 #define pmd_leaf_size(x) PMD_SIZE
1697 #endif
1698 #ifndef pte_leaf_size
1699 #define pte_leaf_size(x) PAGE_SIZE
1700 #endif
1701
1702 /*
1703  * Some architectures have MMUs that are configurable or selectable at boot
1704  * time. These lead to variable PTRS_PER_x. For statically allocated arrays it
1705  * helps to have a static maximum value.
1706  */
1707
1708 #ifndef MAX_PTRS_PER_PTE
1709 #define MAX_PTRS_PER_PTE PTRS_PER_PTE
1710 #endif
1711
1712 #ifndef MAX_PTRS_PER_PMD
1713 #define MAX_PTRS_PER_PMD PTRS_PER_PMD
1714 #endif
1715
1716 #ifndef MAX_PTRS_PER_PUD
1717 #define MAX_PTRS_PER_PUD PTRS_PER_PUD
1718 #endif
1719
1720 #ifndef MAX_PTRS_PER_P4D
1721 #define MAX_PTRS_PER_P4D PTRS_PER_P4D
1722 #endif
1723
1724 /* description of effects of mapping type and prot in current implementation.
1725  * this is due to the limited x86 page protection hardware.  The expected
1726  * behavior is in parens:
1727  *
1728  * map_type     prot
1729  *              PROT_NONE       PROT_READ       PROT_WRITE      PROT_EXEC
1730  * MAP_SHARED   r: (no) no      r: (yes) yes    r: (no) yes     r: (no) yes
1731  *              w: (no) no      w: (no) no      w: (yes) yes    w: (no) no
1732  *              x: (no) no      x: (no) yes     x: (no) yes     x: (yes) yes
1733  *
1734  * MAP_PRIVATE  r: (no) no      r: (yes) yes    r: (no) yes     r: (no) yes
1735  *              w: (no) no      w: (no) no      w: (copy) copy  w: (no) no
1736  *              x: (no) no      x: (no) yes     x: (no) yes     x: (yes) yes
1737  *
1738  * On arm64, PROT_EXEC has the following behaviour for both MAP_SHARED and
1739  * MAP_PRIVATE (with Enhanced PAN supported):
1740  *                                                              r: (no) no
1741  *                                                              w: (no) no
1742  *                                                              x: (yes) yes
1743  */
1744 #define DECLARE_VM_GET_PAGE_PROT                                        \
1745 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)                       \
1746 {                                                                       \
1747                 return protection_map[vm_flags &                        \
1748                         (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | VM_SHARED)];    \
1749 }                                                                       \
1750 EXPORT_SYMBOL(vm_get_page_prot);
1751
1752 #endif /* _LINUX_PGTABLE_H */