a985cd29b6db2f5dc013d7313cf92b4f40c7b7e2
[linux-2.6.git] / include / asm-alpha / pgtable.h
1 #ifndef _ALPHA_PGTABLE_H
2 #define _ALPHA_PGTABLE_H
3
4 #include <asm-generic/4level-fixup.h>
5
6 /*
7  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
8  * the Alpha page table tree.
9  *
10  * This hopefully works with any standard Alpha page-size, as defined
11  * in <asm/page.h> (currently 8192).
12  */
13 #include <linux/config.h>
14 #include <linux/mmzone.h>
15
16 #include <asm/page.h>
17 #include <asm/processor.h>      /* For TASK_SIZE */
18 #include <asm/machvec.h>
19
20 struct mm_struct;
21 struct vm_area_struct;
22
23 /* Certain architectures need to do special things when PTEs
24  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
25  * hook is made available.
26  */
27 #define set_pte(pteptr, pteval) ((*(pteptr)) = (pteval))
28 #define set_pte_at(mm,addr,ptep,pteval) set_pte(ptep,pteval)
29
30 /* PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page table can map */
31 #define PMD_SHIFT       (PAGE_SHIFT + (PAGE_SHIFT-3))
32 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
33 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
34
35 /* PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map */
36 #define PGDIR_SHIFT     (PAGE_SHIFT + 2*(PAGE_SHIFT-3))
37 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
38 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
39
40 /*
41  * Entries per page directory level:  the Alpha is three-level, with
42  * all levels having a one-page page table.
43  */
44 #define PTRS_PER_PTE    (1UL << (PAGE_SHIFT-3))
45 #define PTRS_PER_PMD    (1UL << (PAGE_SHIFT-3))
46 #define PTRS_PER_PGD    (1UL << (PAGE_SHIFT-3))
47 #define USER_PTRS_PER_PGD       (TASK_SIZE / PGDIR_SIZE)
48 #define FIRST_USER_ADDRESS      0
49
50 /* Number of pointers that fit on a page:  this will go away. */
51 #define PTRS_PER_PAGE   (1UL << (PAGE_SHIFT-3))
52
53 #ifdef CONFIG_ALPHA_LARGE_VMALLOC
54 #define VMALLOC_START           0xfffffe0000000000
55 #else
56 #define VMALLOC_START           (-2*PGDIR_SIZE)
57 #endif
58 #define VMALLOC_END             (-PGDIR_SIZE)
59
60 /*
61  * OSF/1 PAL-code-imposed page table bits
62  */
63 #define _PAGE_VALID     0x0001
64 #define _PAGE_FOR       0x0002  /* used for page protection (fault on read) */
65 #define _PAGE_FOW       0x0004  /* used for page protection (fault on write) */
66 #define _PAGE_FOE       0x0008  /* used for page protection (fault on exec) */
67 #define _PAGE_ASM       0x0010
68 #define _PAGE_KRE       0x0100  /* xxx - see below on the "accessed" bit */
69 #define _PAGE_URE       0x0200  /* xxx */
70 #define _PAGE_KWE       0x1000  /* used to do the dirty bit in software */
71 #define _PAGE_UWE       0x2000  /* used to do the dirty bit in software */
72
73 /* .. and these are ours ... */
74 #define _PAGE_DIRTY     0x20000
75 #define _PAGE_ACCESSED  0x40000
76 #define _PAGE_FILE      0x80000 /* set:pagecache, unset:swap */
77
78 /*
79  * NOTE! The "accessed" bit isn't necessarily exact:  it can be kept exactly
80  * by software (use the KRE/URE/KWE/UWE bits appropriately), but I'll fake it.
81  * Under Linux/AXP, the "accessed" bit just means "read", and I'll just use
82  * the KRE/URE bits to watch for it. That way we don't need to overload the
83  * KWE/UWE bits with both handling dirty and accessed.
84  *
85  * Note that the kernel uses the accessed bit just to check whether to page
86  * out a page or not, so it doesn't have to be exact anyway.
87  */
88
89 #define __DIRTY_BITS    (_PAGE_DIRTY | _PAGE_KWE | _PAGE_UWE)
90 #define __ACCESS_BITS   (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_KRE | _PAGE_URE)
91
92 #define _PFN_MASK       0xFFFFFFFF00000000UL
93
94 #define _PAGE_TABLE     (_PAGE_VALID | __DIRTY_BITS | __ACCESS_BITS)
95 #define _PAGE_CHG_MASK  (_PFN_MASK | __DIRTY_BITS | __ACCESS_BITS)
96
97 /*
98  * All the normal masks have the "page accessed" bits on, as any time they are used,
99  * the page is accessed. They are cleared only by the page-out routines
100  */
101 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_VALID | __ACCESS_BITS | _PAGE_FOR | _PAGE_FOW | _PAGE_FOE)
102 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_VALID | __ACCESS_BITS)
103 #define PAGE_COPY       __pgprot(_PAGE_VALID | __ACCESS_BITS | _PAGE_FOW)
104 #define PAGE_READONLY   __pgprot(_PAGE_VALID | __ACCESS_BITS | _PAGE_FOW)
105 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_VALID | _PAGE_ASM | _PAGE_KRE | _PAGE_KWE)
106
107 #define _PAGE_NORMAL(x) __pgprot(_PAGE_VALID | __ACCESS_BITS | (x))
108
109 #define _PAGE_P(x) _PAGE_NORMAL((x) | (((x) & _PAGE_FOW)?0:_PAGE_FOW))
110 #define _PAGE_S(x) _PAGE_NORMAL(x)
111
112 /*
113  * The hardware can handle write-only mappings, but as the Alpha
114  * architecture does byte-wide writes with a read-modify-write
115  * sequence, it's not practical to have write-without-read privs.
116  * Thus the "-w- -> rw-" and "-wx -> rwx" mapping here (and in
117  * arch/alpha/mm/fault.c)
118  */
119         /* xwr */
120 #define __P000  _PAGE_P(_PAGE_FOE | _PAGE_FOW | _PAGE_FOR)
121 #define __P001  _PAGE_P(_PAGE_FOE | _PAGE_FOW)
122 #define __P010  _PAGE_P(_PAGE_FOE)
123 #define __P011  _PAGE_P(_PAGE_FOE)
124 #define __P100  _PAGE_P(_PAGE_FOW | _PAGE_FOR)
125 #define __P101  _PAGE_P(_PAGE_FOW)
126 #define __P110  _PAGE_P(0)
127 #define __P111  _PAGE_P(0)
128
129 #define __S000  _PAGE_S(_PAGE_FOE | _PAGE_FOW | _PAGE_FOR)
130 #define __S001  _PAGE_S(_PAGE_FOE | _PAGE_FOW)
131 #define __S010  _PAGE_S(_PAGE_FOE)
132 #define __S011  _PAGE_S(_PAGE_FOE)
133 #define __S100  _PAGE_S(_PAGE_FOW | _PAGE_FOR)
134 #define __S101  _PAGE_S(_PAGE_FOW)
135 #define __S110  _PAGE_S(0)
136 #define __S111  _PAGE_S(0)
137
138 /*
139  * pgprot_noncached() is only for infiniband pci support, and a real
140  * implementation for RAM would be more complicated.
141  */
142 #define pgprot_noncached(prot)  (prot)
143
144 /*
145  * BAD_PAGETABLE is used when we need a bogus page-table, while
146  * BAD_PAGE is used for a bogus page.
147  *
148  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero:  used
149  * for zero-mapped memory areas etc..
150  */
151 extern pte_t __bad_page(void);
152 extern pmd_t * __bad_pagetable(void);
153
154 extern unsigned long __zero_page(void);
155
156 #define BAD_PAGETABLE   __bad_pagetable()
157 #define BAD_PAGE        __bad_page()
158 #define ZERO_PAGE(vaddr)        (virt_to_page(ZERO_PGE))
159
160 /* number of bits that fit into a memory pointer */
161 #define BITS_PER_PTR                    (8*sizeof(unsigned long))
162
163 /* to align the pointer to a pointer address */
164 #define PTR_MASK                        (~(sizeof(void*)-1))
165
166 /* sizeof(void*)==1<<SIZEOF_PTR_LOG2 */
167 #define SIZEOF_PTR_LOG2                 3
168
169 /* to find an entry in a page-table */
170 #define PAGE_PTR(address)               \
171   ((unsigned long)(address)>>(PAGE_SHIFT-SIZEOF_PTR_LOG2)&PTR_MASK&~PAGE_MASK)
172
173 /*
174  * On certain platforms whose physical address space can overlap KSEG,
175  * namely EV6 and above, we must re-twiddle the physaddr to restore the
176  * correct high-order bits.
177  *
178  * This is extremely confusing until you realize that this is actually
179  * just working around a userspace bug.  The X server was intending to
180  * provide the physical address but instead provided the KSEG address.
181  * Or tried to, except it's not representable.
182  * 
183  * On Tsunami there's nothing meaningful at 0x40000000000, so this is
184  * a safe thing to do.  Come the first core logic that does put something
185  * in this area -- memory or whathaveyou -- then this hack will have
186  * to go away.  So be prepared!
187  */
188
189 #if defined(CONFIG_ALPHA_GENERIC) && defined(USE_48_BIT_KSEG)
190 #error "EV6-only feature in a generic kernel"
191 #endif
192 #if defined(CONFIG_ALPHA_GENERIC) || \
193     (defined(CONFIG_ALPHA_EV6) && !defined(USE_48_BIT_KSEG))
194 #define KSEG_PFN        (0xc0000000000UL >> PAGE_SHIFT)
195 #define PHYS_TWIDDLE(pfn) \
196   ((((pfn) & KSEG_PFN) == (0x40000000000UL >> PAGE_SHIFT)) \
197   ? ((pfn) ^= KSEG_PFN) : (pfn))
198 #else
199 #define PHYS_TWIDDLE(pfn) (pfn)
200 #endif
201
202 /*
203  * Conversion functions:  convert a page and protection to a page entry,
204  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
205  */
206 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
207 #define page_to_pa(page)        (((page) - mem_map) << PAGE_SHIFT)
208
209 #define pte_pfn(pte)    (pte_val(pte) >> 32)
210 #define pte_page(pte)   pfn_to_page(pte_pfn(pte))
211 #define mk_pte(page, pgprot)                                            \
212 ({                                                                      \
213         pte_t pte;                                                      \
214                                                                         \
215         pte_val(pte) = (page_to_pfn(page) << 32) | pgprot_val(pgprot);  \
216         pte;                                                            \
217 })
218 #endif
219
220 extern inline pte_t pfn_pte(unsigned long physpfn, pgprot_t pgprot)
221 { pte_t pte; pte_val(pte) = (PHYS_TWIDDLE(physpfn) << 32) | pgprot_val(pgprot); return pte; }
222
223 extern inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
224 { pte_val(pte) = (pte_val(pte) & _PAGE_CHG_MASK) | pgprot_val(newprot); return pte; }
225
226 extern inline void pmd_set(pmd_t * pmdp, pte_t * ptep)
227 { pmd_val(*pmdp) = _PAGE_TABLE | ((((unsigned long) ptep) - PAGE_OFFSET) << (32-PAGE_SHIFT)); }
228
229 extern inline void pgd_set(pgd_t * pgdp, pmd_t * pmdp)
230 { pgd_val(*pgdp) = _PAGE_TABLE | ((((unsigned long) pmdp) - PAGE_OFFSET) << (32-PAGE_SHIFT)); }
231
232
233 extern inline unsigned long
234 pmd_page_kernel(pmd_t pmd)
235 {
236         return ((pmd_val(pmd) & _PFN_MASK) >> (32-PAGE_SHIFT)) + PAGE_OFFSET;
237 }
238
239 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
240 #define pmd_page(pmd)   (mem_map + ((pmd_val(pmd) & _PFN_MASK) >> 32))
241 #endif
242
243 extern inline unsigned long pgd_page(pgd_t pgd)
244 { return PAGE_OFFSET + ((pgd_val(pgd) & _PFN_MASK) >> (32-PAGE_SHIFT)); }
245
246 extern inline int pte_none(pte_t pte)           { return !pte_val(pte); }
247 extern inline int pte_present(pte_t pte)        { return pte_val(pte) & _PAGE_VALID; }
248 extern inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
249 {
250         pte_val(*ptep) = 0;
251 }
252
253 extern inline int pmd_none(pmd_t pmd)           { return !pmd_val(pmd); }
254 extern inline int pmd_bad(pmd_t pmd)            { return (pmd_val(pmd) & ~_PFN_MASK) != _PAGE_TABLE; }
255 extern inline int pmd_present(pmd_t pmd)        { return pmd_val(pmd) & _PAGE_VALID; }
256 extern inline void pmd_clear(pmd_t * pmdp)      { pmd_val(*pmdp) = 0; }
257
258 extern inline int pgd_none(pgd_t pgd)           { return !pgd_val(pgd); }
259 extern inline int pgd_bad(pgd_t pgd)            { return (pgd_val(pgd) & ~_PFN_MASK) != _PAGE_TABLE; }
260 extern inline int pgd_present(pgd_t pgd)        { return pgd_val(pgd) & _PAGE_VALID; }
261 extern inline void pgd_clear(pgd_t * pgdp)      { pgd_val(*pgdp) = 0; }
262
263 /*
264  * The following only work if pte_present() is true.
265  * Undefined behaviour if not..
266  */
267 extern inline int pte_read(pte_t pte)           { return !(pte_val(pte) & _PAGE_FOR); }
268 extern inline int pte_write(pte_t pte)          { return !(pte_val(pte) & _PAGE_FOW); }
269 extern inline int pte_exec(pte_t pte)           { return !(pte_val(pte) & _PAGE_FOE); }
270 extern inline int pte_dirty(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY; }
271 extern inline int pte_young(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED; }
272 extern inline int pte_file(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_FILE; }
273
274 extern inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)    { pte_val(pte) |= _PAGE_FOW; return pte; }
275 extern inline pte_t pte_rdprotect(pte_t pte)    { pte_val(pte) |= _PAGE_FOR; return pte; }
276 extern inline pte_t pte_exprotect(pte_t pte)    { pte_val(pte) |= _PAGE_FOE; return pte; }
277 extern inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)      { pte_val(pte) &= ~(__DIRTY_BITS); return pte; }
278 extern inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)        { pte_val(pte) &= ~(__ACCESS_BITS); return pte; }
279 extern inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)      { pte_val(pte) &= ~_PAGE_FOW; return pte; }
280 extern inline pte_t pte_mkread(pte_t pte)       { pte_val(pte) &= ~_PAGE_FOR; return pte; }
281 extern inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)       { pte_val(pte) &= ~_PAGE_FOE; return pte; }
282 extern inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)      { pte_val(pte) |= __DIRTY_BITS; return pte; }
283 extern inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)      { pte_val(pte) |= __ACCESS_BITS; return pte; }
284
285 #define PAGE_DIR_OFFSET(tsk,address) pgd_offset((tsk),(address))
286
287 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
288 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, (address))
289
290 /* to find an entry in a page-table-directory. */
291 #define pgd_index(address)      (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
292 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd+pgd_index(address))
293
294 /* Find an entry in the second-level page table.. */
295 extern inline pmd_t * pmd_offset(pgd_t * dir, unsigned long address)
296 {
297         return (pmd_t *) pgd_page(*dir) + ((address >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PAGE - 1));
298 }
299
300 /* Find an entry in the third-level page table.. */
301 extern inline pte_t * pte_offset_kernel(pmd_t * dir, unsigned long address)
302 {
303         return (pte_t *) pmd_page_kernel(*dir)
304                 + ((address >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PAGE - 1));
305 }
306
307 #define pte_offset_map(dir,addr)        pte_offset_kernel((dir),(addr))
308 #define pte_offset_map_nested(dir,addr) pte_offset_kernel((dir),(addr))
309 #define pte_unmap(pte)                  do { } while (0)
310 #define pte_unmap_nested(pte)           do { } while (0)
311
312 extern pgd_t swapper_pg_dir[1024];
313
314 /*
315  * The Alpha doesn't have any external MMU info:  the kernel page
316  * tables contain all the necessary information.
317  */
318 extern inline void update_mmu_cache(struct vm_area_struct * vma,
319         unsigned long address, pte_t pte)
320 {
321 }
322
323 /*
324  * Non-present pages:  high 24 bits are offset, next 8 bits type,
325  * low 32 bits zero.
326  */
327 extern inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
328 { pte_t pte; pte_val(pte) = (type << 32) | (offset << 40); return pte; }
329
330 #define __swp_type(x)           (((x).val >> 32) & 0xff)
331 #define __swp_offset(x)         ((x).val >> 40)
332 #define __swp_entry(type, off)  ((swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte((type), (off))) })
333 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
334 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
335
336 #define pte_to_pgoff(pte)       (pte_val(pte) >> 32)
337 #define pgoff_to_pte(off)       ((pte_t) { ((off) << 32) | _PAGE_FILE })
338
339 #define PTE_FILE_MAX_BITS       32
340
341 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
342 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
343 #endif
344
345 #define io_remap_pfn_range(vma, start, pfn, size, prot) \
346                 remap_pfn_range(vma, start, pfn, size, prot)
347
348 #define MK_IOSPACE_PFN(space, pfn)      (pfn)
349 #define GET_IOSPACE(pfn)                0
350 #define GET_PFN(pfn)                    (pfn)
351
352 #define pte_ERROR(e) \
353         printk("%s:%d: bad pte %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pte_val(e))
354 #define pmd_ERROR(e) \
355         printk("%s:%d: bad pmd %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pmd_val(e))
356 #define pgd_ERROR(e) \
357         printk("%s:%d: bad pgd %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
358
359 extern void paging_init(void);
360
361 #include <asm-generic/pgtable.h>
362
363 /*
364  * No page table caches to initialise
365  */
366 #define pgtable_cache_init()    do { } while (0)
367
368 /* We have our own get_unmapped_area to cope with ADDR_LIMIT_32BIT.  */
369 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
370
371 #endif /* _ALPHA_PGTABLE_H */