arch/riscv/include/asm/pgtable.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2012 Regents of the University of California
   4  */
   5
   6 #ifndef _ASM_RISCV_PGTABLE_H
   7 #define _ASM_RISCV_PGTABLE_H
   8
   9 #include <linux/mmzone.h>
  10 #include <linux/sizes.h>
  11
  12 #include <asm/pgtable-bits.h>
  13
  14 #ifndef CONFIG_MMU
  15 #define KERNEL_LINK_ADDR        PAGE_OFFSET
  16 #define KERN_VIRT_SIZE          (UL(-1))
  17 #else
  18
  19 #define ADDRESS_SPACE_END       (UL(-1))
  20
  21 #ifdef CONFIG_64BIT
  22 /* Leave 2GB for kernel and BPF at the end of the address space */
  23 #define KERNEL_LINK_ADDR        (ADDRESS_SPACE_END - SZ_2G + 1)
  24 #else
  25 #define KERNEL_LINK_ADDR        PAGE_OFFSET
  26 #endif
  27
  28 /* Number of entries in the page global directory */
  29 #define PTRS_PER_PGD    (PAGE_SIZE / sizeof(pgd_t))
  30 /* Number of entries in the page table */
  31 #define PTRS_PER_PTE    (PAGE_SIZE / sizeof(pte_t))
  32
  33 /*
  34  * Half of the kernel address space (1/4 of the entries of the page global
  35  * directory) is for the direct mapping.
  36  */
  37 #define KERN_VIRT_SIZE          ((PTRS_PER_PGD / 2 * PGDIR_SIZE) / 2)
  38
  39 #define VMALLOC_SIZE     (KERN_VIRT_SIZE >> 1)
  40 #define VMALLOC_END      PAGE_OFFSET
  41 #define VMALLOC_START    (PAGE_OFFSET - VMALLOC_SIZE)
  42
  43 #define BPF_JIT_REGION_SIZE     (SZ_128M)
  44 #ifdef CONFIG_64BIT
  45 #define BPF_JIT_REGION_START    (BPF_JIT_REGION_END - BPF_JIT_REGION_SIZE)
  46 #define BPF_JIT_REGION_END      (MODULES_END)
  47 #else
  48 #define BPF_JIT_REGION_START    (PAGE_OFFSET - BPF_JIT_REGION_SIZE)
  49 #define BPF_JIT_REGION_END      (VMALLOC_END)
  50 #endif
  51
  52 /* Modules always live before the kernel */
  53 #ifdef CONFIG_64BIT
  54 /* This is used to define the end of the KASAN shadow region */
  55 #define MODULES_LOWEST_VADDR    (KERNEL_LINK_ADDR - SZ_2G)
  56 #define MODULES_VADDR           (PFN_ALIGN((unsigned long)&_end) - SZ_2G)
  57 #define MODULES_END             (PFN_ALIGN((unsigned long)&_start))
  58 #endif
  59
  60 /*
  61  * Roughly size the vmemmap space to be large enough to fit enough
  62  * struct pages to map half the virtual address space. Then
  63  * position vmemmap directly below the VMALLOC region.
  64  */
  65 #define VA_BITS_SV32 32
  66 #ifdef CONFIG_64BIT
  67 #define VA_BITS_SV39 39
  68 #define VA_BITS_SV48 48
  69 #define VA_BITS_SV57 57
  70
  71 #define VA_BITS         (pgtable_l5_enabled ? \
  72                                 VA_BITS_SV57 : (pgtable_l4_enabled ? VA_BITS_SV48 : VA_BITS_SV39))
  73 #else
  74 #define VA_BITS         VA_BITS_SV32
  75 #endif
  76
  77 #define VMEMMAP_SHIFT \
  78         (VA_BITS - PAGE_SHIFT - 1 + STRUCT_PAGE_MAX_SHIFT)
  79 #define VMEMMAP_SIZE    BIT(VMEMMAP_SHIFT)
  80 #define VMEMMAP_END     VMALLOC_START
  81 #define VMEMMAP_START   (VMALLOC_START - VMEMMAP_SIZE)
  82
  83 /*
  84  * Define vmemmap for pfn_to_page & page_to_pfn calls. Needed if kernel
  85  * is configured with CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP enabled.
  86  */
  87 #define vmemmap         ((struct page *)VMEMMAP_START - (phys_ram_base >> PAGE_SHIFT))
  88
  89 #define PCI_IO_SIZE      SZ_16M
  90 #define PCI_IO_END       VMEMMAP_START
  91 #define PCI_IO_START     (PCI_IO_END - PCI_IO_SIZE)
  92
  93 #define FIXADDR_TOP      PCI_IO_START
  94 #ifdef CONFIG_64BIT
  95 #define MAX_FDT_SIZE     PMD_SIZE
  96 #define FIX_FDT_SIZE     (MAX_FDT_SIZE + SZ_2M)
  97 #define FIXADDR_SIZE     (PMD_SIZE + FIX_FDT_SIZE)
  98 #else
  99 #define MAX_FDT_SIZE     PGDIR_SIZE
 100 #define FIX_FDT_SIZE     MAX_FDT_SIZE
 101 #define FIXADDR_SIZE     (PGDIR_SIZE + FIX_FDT_SIZE)
 102 #endif
 103 #define FIXADDR_START    (FIXADDR_TOP - FIXADDR_SIZE)
 104
 105 #endif
 106
 107 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 108 #define XIP_OFFSET              SZ_32M
 109 #define XIP_OFFSET_MASK         (SZ_32M - 1)
 110 #else
 111 #define XIP_OFFSET              0
 112 #endif
 113
 114 #ifndef __ASSEMBLY__
 115
 116 #include <asm/page.h>
 117 #include <asm/tlbflush.h>
 118 #include <linux/mm_types.h>
 119 #include <asm/compat.h>
 120
 121 #define __page_val_to_pfn(_val)  (((_val) & _PAGE_PFN_MASK) >> _PAGE_PFN_SHIFT)
 122
 123 #ifdef CONFIG_64BIT
 124 #include <asm/pgtable-64.h>
 125
 126 #define VA_USER_SV39 (UL(1) << (VA_BITS_SV39 - 1))
 127 #define VA_USER_SV48 (UL(1) << (VA_BITS_SV48 - 1))
 128 #define VA_USER_SV57 (UL(1) << (VA_BITS_SV57 - 1))
 129
 130 #define MMAP_VA_BITS_64 ((VA_BITS >= VA_BITS_SV48) ? VA_BITS_SV48 : VA_BITS)
 131 #define MMAP_MIN_VA_BITS_64 (VA_BITS_SV39)
 132 #define MMAP_VA_BITS (is_compat_task() ? VA_BITS_SV32 : MMAP_VA_BITS_64)
 133 #define MMAP_MIN_VA_BITS (is_compat_task() ? VA_BITS_SV32 : MMAP_MIN_VA_BITS_64)
 134 #else
 135 #include <asm/pgtable-32.h>
 136 #endif /* CONFIG_64BIT */
 137
 138 #include <linux/page_table_check.h>
 139
 140 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 141 #define XIP_FIXUP(addr) ({                                                      \
 142         uintptr_t __a = (uintptr_t)(addr);                                      \
 143         (__a >= CONFIG_XIP_PHYS_ADDR && \
 144          __a < CONFIG_XIP_PHYS_ADDR + XIP_OFFSET * 2) ? \
 145                 __a - CONFIG_XIP_PHYS_ADDR + CONFIG_PHYS_RAM_BASE - XIP_OFFSET :\
 146                 __a;                                                            \
 147         })
 148 #else
 149 #define XIP_FIXUP(addr)         (addr)
 150 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 151
 152 struct pt_alloc_ops {
 153         pte_t *(*get_pte_virt)(phys_addr_t pa);
 154         phys_addr_t (*alloc_pte)(uintptr_t va);
 155 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 156         pmd_t *(*get_pmd_virt)(phys_addr_t pa);
 157         phys_addr_t (*alloc_pmd)(uintptr_t va);
 158         pud_t *(*get_pud_virt)(phys_addr_t pa);
 159         phys_addr_t (*alloc_pud)(uintptr_t va);
 160         p4d_t *(*get_p4d_virt)(phys_addr_t pa);
 161         phys_addr_t (*alloc_p4d)(uintptr_t va);
 162 #endif
 163 };
 164
 165 extern struct pt_alloc_ops pt_ops __initdata;
 166
 167 #ifdef CONFIG_MMU
 168 /* Number of PGD entries that a user-mode program can use */
 169 #define USER_PTRS_PER_PGD   (TASK_SIZE / PGDIR_SIZE)
 170
 171 /* Page protection bits */
 172 #define _PAGE_BASE      (_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_USER)
 173
 174 #define PAGE_NONE               __pgprot(_PAGE_PROT_NONE | _PAGE_READ)
 175 #define PAGE_READ               __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ)
 176 #define PAGE_WRITE              __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE)
 177 #define PAGE_EXEC               __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_EXEC)
 178 #define PAGE_READ_EXEC          __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ | _PAGE_EXEC)
 179 #define PAGE_WRITE_EXEC         __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_READ |      \
 180                                          _PAGE_EXEC | _PAGE_WRITE)
 181
 182 #define PAGE_COPY               PAGE_READ
 183 #define PAGE_COPY_EXEC          PAGE_READ_EXEC
 184 #define PAGE_SHARED             PAGE_WRITE
 185 #define PAGE_SHARED_EXEC        PAGE_WRITE_EXEC
 186
 187 #define _PAGE_KERNEL            (_PAGE_READ \
 188                                 | _PAGE_WRITE \
 189                                 | _PAGE_PRESENT \
 190                                 | _PAGE_ACCESSED \
 191                                 | _PAGE_DIRTY \
 192                                 | _PAGE_GLOBAL)
 193
 194 #define PAGE_KERNEL             __pgprot(_PAGE_KERNEL)
 195 #define PAGE_KERNEL_READ        __pgprot(_PAGE_KERNEL & ~_PAGE_WRITE)
 196 #define PAGE_KERNEL_EXEC        __pgprot(_PAGE_KERNEL | _PAGE_EXEC)
 197 #define PAGE_KERNEL_READ_EXEC   __pgprot((_PAGE_KERNEL & ~_PAGE_WRITE) \
 198                                          | _PAGE_EXEC)
 199
 200 #define PAGE_TABLE              __pgprot(_PAGE_TABLE)
 201
 202 #define _PAGE_IOREMAP   ((_PAGE_KERNEL & ~_PAGE_MTMASK) | _PAGE_IO)
 203 #define PAGE_KERNEL_IO          __pgprot(_PAGE_IOREMAP)
 204
 205 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
 206 extern pgd_t trampoline_pg_dir[];
 207 extern pgd_t early_pg_dir[];
 208
 209 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 210 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 211 {
 212         /*
 213          * Checking for _PAGE_LEAF is needed too because:
 214          * When splitting a THP, split_huge_page() will temporarily clear
 215          * the present bit, in this situation, pmd_present() and
 216          * pmd_trans_huge() still needs to return true.
 217          */
 218         return (pmd_val(pmd) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE | _PAGE_LEAF));
 219 }
 220 #else
 221 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 222 {
 223         return (pmd_val(pmd) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE));
 224 }
 225 #endif
 226
 227 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 228 {
 229         return (pmd_val(pmd) == 0);
 230 }
 231
 232 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 233 {
 234         return !pmd_present(pmd) || (pmd_val(pmd) & _PAGE_LEAF);
 235 }
 236
 237 #define pmd_leaf        pmd_leaf
 238 static inline bool pmd_leaf(pmd_t pmd)
 239 {
 240         return pmd_present(pmd) && (pmd_val(pmd) & _PAGE_LEAF);
 241 }
 242
 243 static inline void set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 244 {
 245         WRITE_ONCE(*pmdp, pmd);
 246 }
 247
 248 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 249 {
 250         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
 251 }
 252
 253 static inline pgd_t pfn_pgd(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
 254 {
 255         unsigned long prot_val = pgprot_val(prot);
 256
 257         ALT_THEAD_PMA(prot_val);
 258
 259         return __pgd((pfn << _PAGE_PFN_SHIFT) | prot_val);
 260 }
 261
 262 static inline unsigned long _pgd_pfn(pgd_t pgd)
 263 {
 264         return __page_val_to_pfn(pgd_val(pgd));
 265 }
 266
 267 static inline struct page *pmd_page(pmd_t pmd)
 268 {
 269         return pfn_to_page(__page_val_to_pfn(pmd_val(pmd)));
 270 }
 271
 272 static inline unsigned long pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
 273 {
 274         return (unsigned long)pfn_to_virt(__page_val_to_pfn(pmd_val(pmd)));
 275 }
 276
 277 static inline pte_t pmd_pte(pmd_t pmd)
 278 {
 279         return __pte(pmd_val(pmd));
 280 }
 281
 282 static inline pte_t pud_pte(pud_t pud)
 283 {
 284         return __pte(pud_val(pud));
 285 }
 286
 287 #ifdef CONFIG_RISCV_ISA_SVNAPOT
 288 #include <asm/cpufeature.h>
 289
 290 static __always_inline bool has_svnapot(void)
 291 {
 292         return riscv_has_extension_likely(RISCV_ISA_EXT_SVNAPOT);
 293 }
 294
 295 static inline unsigned long pte_napot(pte_t pte)
 296 {
 297         return pte_val(pte) & _PAGE_NAPOT;
 298 }
 299
 300 static inline pte_t pte_mknapot(pte_t pte, unsigned int order)
 301 {
 302         int pos = order - 1 + _PAGE_PFN_SHIFT;
 303         unsigned long napot_bit = BIT(pos);
 304         unsigned long napot_mask = ~GENMASK(pos, _PAGE_PFN_SHIFT);
 305
 306         return __pte((pte_val(pte) & napot_mask) | napot_bit | _PAGE_NAPOT);
 307 }
 308
 309 #else
 310
 311 static __always_inline bool has_svnapot(void) { return false; }
 312
 313 static inline unsigned long pte_napot(pte_t pte)
 314 {
 315         return 0;
 316 }
 317
 318 #endif /* CONFIG_RISCV_ISA_SVNAPOT */
 319
 320 /* Yields the page frame number (PFN) of a page table entry */
 321 static inline unsigned long pte_pfn(pte_t pte)
 322 {
 323         unsigned long res  = __page_val_to_pfn(pte_val(pte));
 324
 325         if (has_svnapot() && pte_napot(pte))
 326                 res = res & (res - 1UL);
 327
 328         return res;
 329 }
 330
 331 #define pte_page(x)     pfn_to_page(pte_pfn(x))
 332
 333 /* Constructs a page table entry */
 334 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
 335 {
 336         unsigned long prot_val = pgprot_val(prot);
 337
 338         ALT_THEAD_PMA(prot_val);
 339
 340         return __pte((pfn << _PAGE_PFN_SHIFT) | prot_val);
 341 }
 342
 343 #define mk_pte(page, prot)       pfn_pte(page_to_pfn(page), prot)
 344
 345 static inline int pte_present(pte_t pte)
 346 {
 347         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE));
 348 }
 349
 350 static inline int pte_none(pte_t pte)
 351 {
 352         return (pte_val(pte) == 0);
 353 }
 354
 355 static inline int pte_write(pte_t pte)
 356 {
 357         return pte_val(pte) & _PAGE_WRITE;
 358 }
 359
 360 static inline int pte_exec(pte_t pte)
 361 {
 362         return pte_val(pte) & _PAGE_EXEC;
 363 }
 364
 365 static inline int pte_user(pte_t pte)
 366 {
 367         return pte_val(pte) & _PAGE_USER;
 368 }
 369
 370 static inline int pte_huge(pte_t pte)
 371 {
 372         return pte_present(pte) && (pte_val(pte) & _PAGE_LEAF);
 373 }
 374
 375 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 376 {
 377         return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY;
 378 }
 379
 380 static inline int pte_young(pte_t pte)
 381 {
 382         return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED;
 383 }
 384
 385 static inline int pte_special(pte_t pte)
 386 {
 387         return pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL;
 388 }
 389
 390 /* static inline pte_t pte_rdprotect(pte_t pte) */
 391
 392 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 393 {
 394         return __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_WRITE));
 395 }
 396
 397 /* static inline pte_t pte_mkread(pte_t pte) */
 398
 399 static inline pte_t pte_mkwrite_novma(pte_t pte)
 400 {
 401         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_WRITE);
 402 }
 403
 404 /* static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte) */
 405
 406 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 407 {
 408         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY);
 409 }
 410
 411 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 412 {
 413         return __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_DIRTY));
 414 }
 415
 416 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 417 {
 418         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED);
 419 }
 420
 421 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 422 {
 423         return __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_ACCESSED));
 424 }
 425
 426 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 427 {
 428         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_SPECIAL);
 429 }
 430
 431 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 432 {
 433         return pte;
 434 }
 435
 436 #ifdef CONFIG_RISCV_ISA_SVNAPOT
 437 #define pte_leaf_size(pte)      (pte_napot(pte) ?                               \
 438                                         napot_cont_size(napot_cont_order(pte)) :\
 439                                         PAGE_SIZE)
 440 #endif
 441
 442 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 443 /*
 444  * See the comment in include/asm-generic/pgtable.h
 445  */
 446 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 447 {
 448         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROT_NONE)) == _PAGE_PROT_NONE;
 449 }
 450
 451 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 452 {
 453         return pte_protnone(pmd_pte(pmd));
 454 }
 455 #endif
 456
 457 /* Modify page protection bits */
 458 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 459 {
 460         unsigned long newprot_val = pgprot_val(newprot);
 461
 462         ALT_THEAD_PMA(newprot_val);
 463
 464         return __pte((pte_val(pte) & _PAGE_CHG_MASK) | newprot_val);
 465 }
 466
 467 #define pgd_ERROR(e) \
 468         pr_err("%s:%d: bad pgd " PTE_FMT ".\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
 469
 470
 471 /* Commit new configuration to MMU hardware */
 472 static inline void update_mmu_cache_range(struct vm_fault *vmf,
 473                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 474                 pte_t *ptep, unsigned int nr)
 475 {
 476         /*
 477          * The kernel assumes that TLBs don't cache invalid entries, but
 478          * in RISC-V, SFENCE.VMA specifies an ordering constraint, not a
 479          * cache flush; it is necessary even after writing invalid entries.
 480          * Relying on flush_tlb_fix_spurious_fault would suffice, but
 481          * the extra traps reduce performance.  So, eagerly SFENCE.VMA.
 482          */
 483         while (nr--)
 484                 local_flush_tlb_page(address + nr * PAGE_SIZE);
 485 }
 486 #define update_mmu_cache(vma, addr, ptep) \
 487         update_mmu_cache_range(NULL, vma, addr, ptep, 1)
 488
 489 #define __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
 490 #define update_mmu_tlb update_mmu_cache
 491
 492 static inline void update_mmu_cache_pmd(struct vm_area_struct *vma,
 493                 unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 494 {
 495         pte_t *ptep = (pte_t *)pmdp;
 496
 497         update_mmu_cache(vma, address, ptep);
 498 }
 499
 500 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 501 static inline int pte_same(pte_t pte_a, pte_t pte_b)
 502 {
 503         return pte_val(pte_a) == pte_val(pte_b);
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Certain architectures need to do special things when PTEs within
 508  * a page table are directly modified.  Thus, the following hook is
 509  * made available.
 510  */
 511 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 512 {
 513         WRITE_ONCE(*ptep, pteval);
 514 }
 515
 516 void flush_icache_pte(struct mm_struct *mm, pte_t pte);
 517
 518 static inline void __set_pte_at(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep, pte_t pteval)
 519 {
 520         if (pte_present(pteval) && pte_exec(pteval))
 521                 flush_icache_pte(mm, pteval);
 522
 523         set_pte(ptep, pteval);
 524 }
 525
 526 #define PFN_PTE_SHIFT           _PAGE_PFN_SHIFT
 527
 528 static inline void set_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 529                 pte_t *ptep, pte_t pteval, unsigned int nr)
 530 {
 531         page_table_check_ptes_set(mm, ptep, pteval, nr);
 532
 533         for (;;) {
 534                 __set_pte_at(mm, ptep, pteval);
 535                 if (--nr == 0)
 536                         break;
 537                 ptep++;
 538                 pte_val(pteval) += 1 << _PAGE_PFN_SHIFT;
 539         }
 540 }
 541 #define set_ptes set_ptes
 542
 543 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm,
 544         unsigned long addr, pte_t *ptep)
 545 {
 546         __set_pte_at(mm, ptep, __pte(0));
 547 }
 548
 549 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS       /* defined in mm/pgtable.c */
 550 extern int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 551                                  pte_t *ptep, pte_t entry, int dirty);
 552 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG   /* defined in mm/pgtable.c */
 553 extern int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 554                                      pte_t *ptep);
 555
 556 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 557 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 558                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
 559 {
 560         pte_t pte = __pte(atomic_long_xchg((atomic_long_t *)ptep, 0));
 561
 562         page_table_check_pte_clear(mm, pte);
 563
 564         return pte;
 565 }
 566
 567 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 568 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 569                                       unsigned long address, pte_t *ptep)
 570 {
 571         atomic_long_and(~(unsigned long)_PAGE_WRITE, (atomic_long_t *)ptep);
 572 }
 573
 574 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 575 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 576                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
 577 {
 578         /*
 579          * This comment is borrowed from x86, but applies equally to RISC-V:
 580          *
 581          * Clearing the accessed bit without a TLB flush
 582          * doesn't cause data corruption. [ It could cause incorrect
 583          * page aging and the (mistaken) reclaim of hot pages, but the
 584          * chance of that should be relatively low. ]
 585          *
 586          * So as a performance optimization don't flush the TLB when
 587          * clearing the accessed bit, it will eventually be flushed by
 588          * a context switch or a VM operation anyway. [ In the rare
 589          * event of it not getting flushed for a long time the delay
 590          * shouldn't really matter because there's no real memory
 591          * pressure for swapout to react to. ]
 592          */
 593         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
 594 }
 595
 596 #define pgprot_noncached pgprot_noncached
 597 static inline pgprot_t pgprot_noncached(pgprot_t _prot)
 598 {
 599         unsigned long prot = pgprot_val(_prot);
 600
 601         prot &= ~_PAGE_MTMASK;
 602         prot |= _PAGE_IO;
 603
 604         return __pgprot(prot);
 605 }
 606
 607 #define pgprot_writecombine pgprot_writecombine
 608 static inline pgprot_t pgprot_writecombine(pgprot_t _prot)
 609 {
 610         unsigned long prot = pgprot_val(_prot);
 611
 612         prot &= ~_PAGE_MTMASK;
 613         prot |= _PAGE_NOCACHE;
 614
 615         return __pgprot(prot);
 616 }
 617
 618 /*
 619  * THP functions
 620  */
 621 static inline pmd_t pte_pmd(pte_t pte)
 622 {
 623         return __pmd(pte_val(pte));
 624 }
 625
 626 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
 627 {
 628         return pmd;
 629 }
 630
 631 static inline pmd_t pmd_mkinvalid(pmd_t pmd)
 632 {
 633         return __pmd(pmd_val(pmd) & ~(_PAGE_PRESENT|_PAGE_PROT_NONE));
 634 }
 635
 636 #define __pmd_to_phys(pmd)  (__page_val_to_pfn(pmd_val(pmd)) << PAGE_SHIFT)
 637
 638 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
 639 {
 640         return ((__pmd_to_phys(pmd) & PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 641 }
 642
 643 #define __pud_to_phys(pud)  (__page_val_to_pfn(pud_val(pud)) << PAGE_SHIFT)
 644
 645 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
 646 {
 647         return ((__pud_to_phys(pud) & PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 648 }
 649
 650 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 651 {
 652         return pte_pmd(pte_modify(pmd_pte(pmd), newprot));
 653 }
 654
 655 #define pmd_write pmd_write
 656 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 657 {
 658         return pte_write(pmd_pte(pmd));
 659 }
 660
 661 #define pud_write pud_write
 662 static inline int pud_write(pud_t pud)
 663 {
 664         return pte_write(pud_pte(pud));
 665 }
 666
 667 #define pmd_dirty pmd_dirty
 668 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 669 {
 670         return pte_dirty(pmd_pte(pmd));
 671 }
 672
 673 #define pmd_young pmd_young
 674 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 675 {
 676         return pte_young(pmd_pte(pmd));
 677 }
 678
 679 static inline int pmd_user(pmd_t pmd)
 680 {
 681         return pte_user(pmd_pte(pmd));
 682 }
 683
 684 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
 685 {
 686         return pte_pmd(pte_mkold(pmd_pte(pmd)));
 687 }
 688
 689 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
 690 {
 691         return pte_pmd(pte_mkyoung(pmd_pte(pmd)));
 692 }
 693
 694 static inline pmd_t pmd_mkwrite_novma(pmd_t pmd)
 695 {
 696         return pte_pmd(pte_mkwrite_novma(pmd_pte(pmd)));
 697 }
 698
 699 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
 700 {
 701         return pte_pmd(pte_wrprotect(pmd_pte(pmd)));
 702 }
 703
 704 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
 705 {
 706         return pte_pmd(pte_mkclean(pmd_pte(pmd)));
 707 }
 708
 709 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
 710 {
 711         return pte_pmd(pte_mkdirty(pmd_pte(pmd)));
 712 }
 713
 714 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 715                                 pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 716 {
 717         page_table_check_pmd_set(mm, pmdp, pmd);
 718         return __set_pte_at(mm, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(pmd));
 719 }
 720
 721 static inline void set_pud_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 722                                 pud_t *pudp, pud_t pud)
 723 {
 724         page_table_check_pud_set(mm, pudp, pud);
 725         return __set_pte_at(mm, (pte_t *)pudp, pud_pte(pud));
 726 }
 727
 728 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_CHECK
 729 static inline bool pte_user_accessible_page(pte_t pte)
 730 {
 731         return pte_present(pte) && pte_user(pte);
 732 }
 733
 734 static inline bool pmd_user_accessible_page(pmd_t pmd)
 735 {
 736         return pmd_leaf(pmd) && pmd_user(pmd);
 737 }
 738
 739 static inline bool pud_user_accessible_page(pud_t pud)
 740 {
 741         return pud_leaf(pud) && pud_user(pud);
 742 }
 743 #endif
 744
 745 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 746 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
 747 {
 748         return pmd_leaf(pmd);
 749 }
 750
 751 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
 752 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 753                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
 754                                         pmd_t entry, int dirty)
 755 {
 756         return ptep_set_access_flags(vma, address, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(entry), dirty);
 757 }
 758
 759 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 760 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 761                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 762 {
 763         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, (pte_t *)pmdp);
 764 }
 765
 766 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
 767 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 768                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 769 {
 770         pmd_t pmd = __pmd(atomic_long_xchg((atomic_long_t *)pmdp, 0));
 771
 772         page_table_check_pmd_clear(mm, pmd);
 773
 774         return pmd;
 775 }
 776
 777 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
 778 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 779                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 780 {
 781         ptep_set_wrprotect(mm, address, (pte_t *)pmdp);
 782 }
 783
 784 #define pmdp_establish pmdp_establish
 785 static inline pmd_t pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
 786                                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 787 {
 788         page_table_check_pmd_set(vma->vm_mm, pmdp, pmd);
 789         return __pmd(atomic_long_xchg((atomic_long_t *)pmdp, pmd_val(pmd)));
 790 }
 791
 792 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
 793 extern pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
 794                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp);
 795 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 796
 797 /*
 798  * Encode/decode swap entries and swap PTEs. Swap PTEs are all PTEs that
 799  * are !pte_none() && !pte_present().
 800  *
 801  * Format of swap PTE:
 802  *      bit            0:       _PAGE_PRESENT (zero)
 803  *      bit       1 to 3:       _PAGE_LEAF (zero)
 804  *      bit            5:       _PAGE_PROT_NONE (zero)
 805  *      bit            6:       exclusive marker
 806  *      bits      7 to 11:      swap type
 807  *      bits 12 to XLEN-1:      swap offset
 808  */
 809 #define __SWP_TYPE_SHIFT        7
 810 #define __SWP_TYPE_BITS         5
 811 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
 812 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      (__SWP_TYPE_BITS + __SWP_TYPE_SHIFT)
 813
 814 #define MAX_SWAPFILES_CHECK()   \
 815         BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
 816
 817 #define __swp_type(x)   (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
 818 #define __swp_offset(x) ((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT)
 819 #define __swp_entry(type, offset) ((swp_entry_t) \
 820         { (((type) & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT) | \
 821           ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
 822
 823 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 824 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
 825
 826 static inline int pte_swp_exclusive(pte_t pte)
 827 {
 828         return pte_val(pte) & _PAGE_SWP_EXCLUSIVE;
 829 }
 830
 831 static inline pte_t pte_swp_mkexclusive(pte_t pte)
 832 {
 833         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_SWP_EXCLUSIVE);
 834 }
 835
 836 static inline pte_t pte_swp_clear_exclusive(pte_t pte)
 837 {
 838         return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_SWP_EXCLUSIVE);
 839 }
 840
 841 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
 842 #define __pmd_to_swp_entry(pmd) ((swp_entry_t) { pmd_val(pmd) })
 843 #define __swp_entry_to_pmd(swp) __pmd((swp).val)
 844 #endif /* CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION */
 845
 846 /*
 847  * In the RV64 Linux scheme, we give the user half of the virtual-address space
 848  * and give the kernel the other (upper) half.
 849  */
 850 #ifdef CONFIG_64BIT
 851 #define KERN_VIRT_START (-(BIT(VA_BITS)) + TASK_SIZE)
 852 #else
 853 #define KERN_VIRT_START FIXADDR_START
 854 #endif
 855
 856 /*
 857  * Task size is 0x4000000000 for RV64 or 0x9fc00000 for RV32.
 858  * Note that PGDIR_SIZE must evenly divide TASK_SIZE.
 859  * Task size is:
 860  * -        0x9fc00000  (~2.5GB) for RV32.
 861  * -      0x4000000000  ( 256GB) for RV64 using SV39 mmu
 862  * -    0x800000000000  ( 128TB) for RV64 using SV48 mmu
 863  * - 0x100000000000000  (  64PB) for RV64 using SV57 mmu
 864  *
 865  * Note that PGDIR_SIZE must evenly divide TASK_SIZE since "RISC-V
 866  * Instruction Set Manual Volume II: Privileged Architecture" states that
 867  * "load and store effective addresses, which are 64bits, must have bits
 868  * 63–48 all equal to bit 47, or else a page-fault exception will occur."
 869  * Similarly for SV57, bits 63–57 must be equal to bit 56.
 870  */
 871 #ifdef CONFIG_64BIT
 872 #define TASK_SIZE_64    (PGDIR_SIZE * PTRS_PER_PGD / 2)
 873 #define TASK_SIZE_MIN   (PGDIR_SIZE_L3 * PTRS_PER_PGD / 2)
 874
 875 #ifdef CONFIG_COMPAT
 876 #define TASK_SIZE_32    (_AC(0x80000000, UL) - PAGE_SIZE)
 877 #define TASK_SIZE       (is_compat_task() ? \
 878                          TASK_SIZE_32 : TASK_SIZE_64)
 879 #else
 880 #define TASK_SIZE       TASK_SIZE_64
 881 #endif
 882
 883 #else
 884 #define TASK_SIZE       FIXADDR_START
 885 #define TASK_SIZE_MIN   TASK_SIZE
 886 #endif
 887
 888 #else /* CONFIG_MMU */
 889
 890 #define PAGE_SHARED             __pgprot(0)
 891 #define PAGE_KERNEL             __pgprot(0)
 892 #define swapper_pg_dir          NULL
 893 #define TASK_SIZE               0xffffffffUL
 894 #define VMALLOC_START           _AC(0, UL)
 895 #define VMALLOC_END             TASK_SIZE
 896
 897 #endif /* !CONFIG_MMU */
 898
 899 extern char _start[];
 900 extern void *_dtb_early_va;
 901 extern uintptr_t _dtb_early_pa;
 902 #if defined(CONFIG_XIP_KERNEL) && defined(CONFIG_MMU)
 903 #define dtb_early_va    (*(void **)XIP_FIXUP(&_dtb_early_va))
 904 #define dtb_early_pa    (*(uintptr_t *)XIP_FIXUP(&_dtb_early_pa))
 905 #else
 906 #define dtb_early_va    _dtb_early_va
 907 #define dtb_early_pa    _dtb_early_pa
 908 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 909 extern u64 satp_mode;
 910
 911 void paging_init(void);
 912 void misc_mem_init(void);
 913
 914 /*
 915  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero,
 916  * used for zero-mapped memory areas, etc.
 917  */
 918 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
 919 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
 920
 921 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 922
 923 #endif /* _ASM_RISCV_PGTABLE_H */