Merge branch 'linus' into x86/pebs
[linux-2.6] / include / asm-x86 / pgtable.h
1 #ifndef _ASM_X86_PGTABLE_H
2 #define _ASM_X86_PGTABLE_H
3
4 #define FIRST_USER_ADDRESS      0
5
6 #define _PAGE_BIT_PRESENT       0       /* is present */
7 #define _PAGE_BIT_RW            1       /* writeable */
8 #define _PAGE_BIT_USER          2       /* userspace addressable */
9 #define _PAGE_BIT_PWT           3       /* page write through */
10 #define _PAGE_BIT_PCD           4       /* page cache disabled */
11 #define _PAGE_BIT_ACCESSED      5       /* was accessed (raised by CPU) */
12 #define _PAGE_BIT_DIRTY         6       /* was written to (raised by CPU) */
13 #define _PAGE_BIT_FILE          6
14 #define _PAGE_BIT_PSE           7       /* 4 MB (or 2MB) page */
15 #define _PAGE_BIT_PAT           7       /* on 4KB pages */
16 #define _PAGE_BIT_GLOBAL        8       /* Global TLB entry PPro+ */
17 #define _PAGE_BIT_UNUSED1       9       /* available for programmer */
18 #define _PAGE_BIT_UNUSED2       10
19 #define _PAGE_BIT_UNUSED3       11
20 #define _PAGE_BIT_PAT_LARGE     12      /* On 2MB or 1GB pages */
21 #define _PAGE_BIT_NX           63       /* No execute: only valid after cpuid check */
22
23 #define _PAGE_PRESENT   (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_PRESENT)
24 #define _PAGE_RW        (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_RW)
25 #define _PAGE_USER      (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_USER)
26 #define _PAGE_PWT       (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_PWT)
27 #define _PAGE_PCD       (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_PCD)
28 #define _PAGE_ACCESSED  (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_ACCESSED)
29 #define _PAGE_DIRTY     (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_DIRTY)
30 #define _PAGE_PSE       (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_PSE)
31 #define _PAGE_GLOBAL    (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_GLOBAL)
32 #define _PAGE_UNUSED1   (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_UNUSED1)
33 #define _PAGE_UNUSED2   (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_UNUSED2)
34 #define _PAGE_UNUSED3   (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_UNUSED3)
35 #define _PAGE_PAT       (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_PAT)
36 #define _PAGE_PAT_LARGE (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_PAT_LARGE)
37
38 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_X86_PAE)
39 #define _PAGE_NX        (_AT(pteval_t, 1) << _PAGE_BIT_NX)
40 #else
41 #define _PAGE_NX        (_AT(pteval_t, 0))
42 #endif
43
44 /* If _PAGE_PRESENT is clear, we use these: */
45 #define _PAGE_FILE      _PAGE_DIRTY     /* nonlinear file mapping,
46                                          * saved PTE; unset:swap */
47 #define _PAGE_PROTNONE  _PAGE_PSE       /* if the user mapped it with PROT_NONE;
48                                            pte_present gives true */
49
50 #define _PAGE_TABLE     (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER |        \
51                          _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
52 #define _KERNPG_TABLE   (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_ACCESSED |    \
53                          _PAGE_DIRTY)
54
55 /* Set of bits not changed in pte_modify */
56 #define _PAGE_CHG_MASK  (PTE_PFN_MASK | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT |         \
57                          _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
58
59 #define _PAGE_CACHE_MASK        (_PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
60 #define _PAGE_CACHE_WB          (0)
61 #define _PAGE_CACHE_WC          (_PAGE_PWT)
62 #define _PAGE_CACHE_UC_MINUS    (_PAGE_PCD)
63 #define _PAGE_CACHE_UC          (_PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
64
65 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PROTNONE | _PAGE_ACCESSED)
66 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | \
67                                  _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
68
69 #define PAGE_SHARED_EXEC        __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW |     \
70                                          _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
71 #define PAGE_COPY_NOEXEC        __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER |   \
72                                          _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
73 #define PAGE_COPY_EXEC          __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER |   \
74                                          _PAGE_ACCESSED)
75 #define PAGE_COPY               PAGE_COPY_NOEXEC
76 #define PAGE_READONLY           __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER |   \
77                                          _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
78 #define PAGE_READONLY_EXEC      __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER |   \
79                                          _PAGE_ACCESSED)
80
81 #define __PAGE_KERNEL_EXEC                                              \
82         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_GLOBAL)
83 #define __PAGE_KERNEL           (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_NX)
84
85 #define __PAGE_KERNEL_RO                (__PAGE_KERNEL & ~_PAGE_RW)
86 #define __PAGE_KERNEL_RX                (__PAGE_KERNEL_EXEC & ~_PAGE_RW)
87 #define __PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE      (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
88 #define __PAGE_KERNEL_WC                (__PAGE_KERNEL | _PAGE_CACHE_WC)
89 #define __PAGE_KERNEL_NOCACHE           (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
90 #define __PAGE_KERNEL_UC_MINUS          (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PCD)
91 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL          (__PAGE_KERNEL_RX | _PAGE_USER)
92 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE  (__PAGE_KERNEL_VSYSCALL | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
93 #define __PAGE_KERNEL_LARGE             (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PSE)
94 #define __PAGE_KERNEL_LARGE_NOCACHE     (__PAGE_KERNEL | _PAGE_CACHE_UC | _PAGE_PSE)
95 #define __PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC        (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_PSE)
96
97 #define PAGE_KERNEL                     __pgprot(__PAGE_KERNEL)
98 #define PAGE_KERNEL_RO                  __pgprot(__PAGE_KERNEL_RO)
99 #define PAGE_KERNEL_EXEC                __pgprot(__PAGE_KERNEL_EXEC)
100 #define PAGE_KERNEL_RX                  __pgprot(__PAGE_KERNEL_RX)
101 #define PAGE_KERNEL_WC                  __pgprot(__PAGE_KERNEL_WC)
102 #define PAGE_KERNEL_NOCACHE             __pgprot(__PAGE_KERNEL_NOCACHE)
103 #define PAGE_KERNEL_UC_MINUS            __pgprot(__PAGE_KERNEL_UC_MINUS)
104 #define PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE        __pgprot(__PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE)
105 #define PAGE_KERNEL_LARGE               __pgprot(__PAGE_KERNEL_LARGE)
106 #define PAGE_KERNEL_LARGE_NOCACHE       __pgprot(__PAGE_KERNEL_LARGE_NOCACHE)
107 #define PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC          __pgprot(__PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC)
108 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL            __pgprot(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL)
109 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE    __pgprot(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE)
110
111 /*         xwr */
112 #define __P000  PAGE_NONE
113 #define __P001  PAGE_READONLY
114 #define __P010  PAGE_COPY
115 #define __P011  PAGE_COPY
116 #define __P100  PAGE_READONLY_EXEC
117 #define __P101  PAGE_READONLY_EXEC
118 #define __P110  PAGE_COPY_EXEC
119 #define __P111  PAGE_COPY_EXEC
120
121 #define __S000  PAGE_NONE
122 #define __S001  PAGE_READONLY
123 #define __S010  PAGE_SHARED
124 #define __S011  PAGE_SHARED
125 #define __S100  PAGE_READONLY_EXEC
126 #define __S101  PAGE_READONLY_EXEC
127 #define __S110  PAGE_SHARED_EXEC
128 #define __S111  PAGE_SHARED_EXEC
129
130 #ifndef __ASSEMBLY__
131
132 /*
133  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
134  * for zero-mapped memory areas etc..
135  */
136 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
137 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
138
139 extern spinlock_t pgd_lock;
140 extern struct list_head pgd_list;
141
142 /*
143  * The following only work if pte_present() is true.
144  * Undefined behaviour if not..
145  */
146 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
147 {
148         return pte_flags(pte) & _PAGE_DIRTY;
149 }
150
151 static inline int pte_young(pte_t pte)
152 {
153         return pte_flags(pte) & _PAGE_ACCESSED;
154 }
155
156 static inline int pte_write(pte_t pte)
157 {
158         return pte_flags(pte) & _PAGE_RW;
159 }
160
161 static inline int pte_file(pte_t pte)
162 {
163         return pte_flags(pte) & _PAGE_FILE;
164 }
165
166 static inline int pte_huge(pte_t pte)
167 {
168         return pte_flags(pte) & _PAGE_PSE;
169 }
170
171 static inline int pte_global(pte_t pte)
172 {
173         return pte_flags(pte) & _PAGE_GLOBAL;
174 }
175
176 static inline int pte_exec(pte_t pte)
177 {
178         return !(pte_flags(pte) & _PAGE_NX);
179 }
180
181 static inline int pte_special(pte_t pte)
182 {
183         return 0;
184 }
185
186 static inline int pmd_large(pmd_t pte)
187 {
188         return (pmd_val(pte) & (_PAGE_PSE | _PAGE_PRESENT)) ==
189                 (_PAGE_PSE | _PAGE_PRESENT);
190 }
191
192 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
193 {
194         return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_DIRTY);
195 }
196
197 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
198 {
199         return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_ACCESSED);
200 }
201
202 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
203 {
204         return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_RW);
205 }
206
207 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)
208 {
209         return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_NX);
210 }
211
212 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
213 {
214         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY);
215 }
216
217 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
218 {
219         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED);
220 }
221
222 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
223 {
224         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_RW);
225 }
226
227 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
228 {
229         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_PSE);
230 }
231
232 static inline pte_t pte_clrhuge(pte_t pte)
233 {
234         return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_PSE);
235 }
236
237 static inline pte_t pte_mkglobal(pte_t pte)
238 {
239         return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_GLOBAL);
240 }
241
242 static inline pte_t pte_clrglobal(pte_t pte)
243 {
244         return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_GLOBAL);
245 }
246
247 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
248 {
249         return pte;
250 }
251
252 extern pteval_t __supported_pte_mask;
253
254 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
255 {
256         return __pte((((phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT) |
257                       pgprot_val(pgprot)) & __supported_pte_mask);
258 }
259
260 static inline pmd_t pfn_pmd(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
261 {
262         return __pmd((((phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT) |
263                       pgprot_val(pgprot)) & __supported_pte_mask);
264 }
265
266 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
267 {
268         pteval_t val = pte_val(pte);
269
270         /*
271          * Chop off the NX bit (if present), and add the NX portion of
272          * the newprot (if present):
273          */
274         val &= _PAGE_CHG_MASK;
275         val |= pgprot_val(newprot) & (~_PAGE_CHG_MASK) & __supported_pte_mask;
276
277         return __pte(val);
278 }
279
280 /* mprotect needs to preserve PAT bits when updating vm_page_prot */
281 #define pgprot_modify pgprot_modify
282 static inline pgprot_t pgprot_modify(pgprot_t oldprot, pgprot_t newprot)
283 {
284         pgprotval_t preservebits = pgprot_val(oldprot) & _PAGE_CHG_MASK;
285         pgprotval_t addbits = pgprot_val(newprot);
286         return __pgprot(preservebits | addbits);
287 }
288
289 #define pte_pgprot(x) __pgprot(pte_flags(x) & PTE_FLAGS_MASK)
290
291 #define canon_pgprot(p) __pgprot(pgprot_val(p) & __supported_pte_mask)
292
293 #ifndef __ASSEMBLY__
294 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
295 struct file;
296 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
297                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
298 int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long pfn,
299                               unsigned long size, pgprot_t *vma_prot);
300 #endif
301
302 /* Install a pte for a particular vaddr in kernel space. */
303 void set_pte_vaddr(unsigned long vaddr, pte_t pte);
304
305 #ifdef CONFIG_X86_32
306 extern void native_pagetable_setup_start(pgd_t *base);
307 extern void native_pagetable_setup_done(pgd_t *base);
308 #else
309 static inline void native_pagetable_setup_start(pgd_t *base) {}
310 static inline void native_pagetable_setup_done(pgd_t *base) {}
311 #endif
312
313 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
314 #include <asm/paravirt.h>
315 #else  /* !CONFIG_PARAVIRT */
316 #define set_pte(ptep, pte)              native_set_pte(ptep, pte)
317 #define set_pte_at(mm, addr, ptep, pte) native_set_pte_at(mm, addr, ptep, pte)
318
319 #define set_pte_present(mm, addr, ptep, pte)                            \
320         native_set_pte_present(mm, addr, ptep, pte)
321 #define set_pte_atomic(ptep, pte)                                       \
322         native_set_pte_atomic(ptep, pte)
323
324 #define set_pmd(pmdp, pmd)              native_set_pmd(pmdp, pmd)
325
326 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
327 #define set_pgd(pgdp, pgd)              native_set_pgd(pgdp, pgd)
328 #define pgd_clear(pgd)                  native_pgd_clear(pgd)
329 #endif
330
331 #ifndef set_pud
332 # define set_pud(pudp, pud)             native_set_pud(pudp, pud)
333 #endif
334
335 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
336 #define pud_clear(pud)                  native_pud_clear(pud)
337 #endif
338
339 #define pte_clear(mm, addr, ptep)       native_pte_clear(mm, addr, ptep)
340 #define pmd_clear(pmd)                  native_pmd_clear(pmd)
341
342 #define pte_update(mm, addr, ptep)              do { } while (0)
343 #define pte_update_defer(mm, addr, ptep)        do { } while (0)
344
345 static inline void __init paravirt_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
346 {
347         native_pagetable_setup_start(base);
348 }
349
350 static inline void __init paravirt_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
351 {
352         native_pagetable_setup_done(base);
353 }
354 #endif  /* CONFIG_PARAVIRT */
355
356 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
357
358 #ifdef CONFIG_X86_32
359 # include "pgtable_32.h"
360 #else
361 # include "pgtable_64.h"
362 #endif
363
364 /*
365  * the pgd page can be thought of an array like this: pgd_t[PTRS_PER_PGD]
366  *
367  * this macro returns the index of the entry in the pgd page which would
368  * control the given virtual address
369  */
370 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD - 1))
371
372 /*
373  * pgd_offset() returns a (pgd_t *)
374  * pgd_index() is used get the offset into the pgd page's array of pgd_t's;
375  */
376 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index((address)))
377 /*
378  * a shortcut which implies the use of the kernel's pgd, instead
379  * of a process's
380  */
381 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, (address))
382
383
384 #define KERNEL_PGD_BOUNDARY     pgd_index(PAGE_OFFSET)
385 #define KERNEL_PGD_PTRS         (PTRS_PER_PGD - KERNEL_PGD_BOUNDARY)
386
387 #ifndef __ASSEMBLY__
388
389 enum {
390         PG_LEVEL_NONE,
391         PG_LEVEL_4K,
392         PG_LEVEL_2M,
393         PG_LEVEL_1G,
394         PG_LEVEL_NUM
395 };
396
397 #ifdef CONFIG_PROC_FS
398 extern void update_page_count(int level, unsigned long pages);
399 #else
400 static inline void update_page_count(int level, unsigned long pages) { }
401 #endif
402
403 /*
404  * Helper function that returns the kernel pagetable entry controlling
405  * the virtual address 'address'. NULL means no pagetable entry present.
406  * NOTE: the return type is pte_t but if the pmd is PSE then we return it
407  * as a pte too.
408  */
409 extern pte_t *lookup_address(unsigned long address, unsigned int *level);
410
411 /* local pte updates need not use xchg for locking */
412 static inline pte_t native_local_ptep_get_and_clear(pte_t *ptep)
413 {
414         pte_t res = *ptep;
415
416         /* Pure native function needs no input for mm, addr */
417         native_pte_clear(NULL, 0, ptep);
418         return res;
419 }
420
421 static inline void native_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
422                                      pte_t *ptep , pte_t pte)
423 {
424         native_set_pte(ptep, pte);
425 }
426
427 #ifndef CONFIG_PARAVIRT
428 /*
429  * Rules for using pte_update - it must be called after any PTE update which
430  * has not been done using the set_pte / clear_pte interfaces.  It is used by
431  * shadow mode hypervisors to resynchronize the shadow page tables.  Kernel PTE
432  * updates should either be sets, clears, or set_pte_atomic for P->P
433  * transitions, which means this hook should only be called for user PTEs.
434  * This hook implies a P->P protection or access change has taken place, which
435  * requires a subsequent TLB flush.  The notification can optionally be delayed
436  * until the TLB flush event by using the pte_update_defer form of the
437  * interface, but care must be taken to assure that the flush happens while
438  * still holding the same page table lock so that the shadow and primary pages
439  * do not become out of sync on SMP.
440  */
441 #define pte_update(mm, addr, ptep)              do { } while (0)
442 #define pte_update_defer(mm, addr, ptep)        do { } while (0)
443 #endif
444
445 /*
446  * We only update the dirty/accessed state if we set
447  * the dirty bit by hand in the kernel, since the hardware
448  * will do the accessed bit for us, and we don't want to
449  * race with other CPU's that might be updating the dirty
450  * bit at the same time.
451  */
452 struct vm_area_struct;
453
454 #define  __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
455 extern int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
456                                  unsigned long address, pte_t *ptep,
457                                  pte_t entry, int dirty);
458
459 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
460 extern int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
461                                      unsigned long addr, pte_t *ptep);
462
463 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
464 extern int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
465                                   unsigned long address, pte_t *ptep);
466
467 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
468 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
469                                        pte_t *ptep)
470 {
471         pte_t pte = native_ptep_get_and_clear(ptep);
472         pte_update(mm, addr, ptep);
473         return pte;
474 }
475
476 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
477 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
478                                             unsigned long addr, pte_t *ptep,
479                                             int full)
480 {
481         pte_t pte;
482         if (full) {
483                 /*
484                  * Full address destruction in progress; paravirt does not
485                  * care about updates and native needs no locking
486                  */
487                 pte = native_local_ptep_get_and_clear(ptep);
488         } else {
489                 pte = ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
490         }
491         return pte;
492 }
493
494 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
495 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
496                                       unsigned long addr, pte_t *ptep)
497 {
498         clear_bit(_PAGE_BIT_RW, (unsigned long *)&ptep->pte);
499         pte_update(mm, addr, ptep);
500 }
501
502 /*
503  * clone_pgd_range(pgd_t *dst, pgd_t *src, int count);
504  *
505  *  dst - pointer to pgd range anwhere on a pgd page
506  *  src - ""
507  *  count - the number of pgds to copy.
508  *
509  * dst and src can be on the same page, but the range must not overlap,
510  * and must not cross a page boundary.
511  */
512 static inline void clone_pgd_range(pgd_t *dst, pgd_t *src, int count)
513 {
514        memcpy(dst, src, count * sizeof(pgd_t));
515 }
516
517
518 #include <asm-generic/pgtable.h>
519 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
520
521 #endif  /* _ASM_X86_PGTABLE_H */