x86: cpa, add the PAT bit defines
[linux-2.6.git] / include / asm-x86 / pgtable.h
1 #ifndef _ASM_X86_PGTABLE_H
2 #define _ASM_X86_PGTABLE_H
3
4 #define USER_PTRS_PER_PGD       ((TASK_SIZE-1)/PGDIR_SIZE+1)
5 #define FIRST_USER_ADDRESS      0
6
7 #define _PAGE_BIT_PRESENT       0
8 #define _PAGE_BIT_RW            1
9 #define _PAGE_BIT_USER          2
10 #define _PAGE_BIT_PWT           3
11 #define _PAGE_BIT_PCD           4
12 #define _PAGE_BIT_ACCESSED      5
13 #define _PAGE_BIT_DIRTY         6
14 #define _PAGE_BIT_FILE          6
15 #define _PAGE_BIT_PSE           7       /* 4 MB (or 2MB) page */
16 #define _PAGE_BIT_PAT           7       /* on 4KB pages */
17 #define _PAGE_BIT_GLOBAL        8       /* Global TLB entry PPro+ */
18 #define _PAGE_BIT_UNUSED1       9       /* available for programmer */
19 #define _PAGE_BIT_UNUSED2       10
20 #define _PAGE_BIT_UNUSED3       11
21 #define _PAGE_BIT_PAT_LARGE     12      /* On 2MB or 1GB pages */
22 #define _PAGE_BIT_NX           63       /* No execute: only valid after cpuid check */
23
24 /*
25  * Note: we use _AC(1, L) instead of _AC(1, UL) so that we get a
26  * sign-extended value on 32-bit with all 1's in the upper word,
27  * which preserves the upper pte values on 64-bit ptes:
28  */
29 #define _PAGE_PRESENT   (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_PRESENT)
30 #define _PAGE_RW        (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_RW)
31 #define _PAGE_USER      (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_USER)
32 #define _PAGE_PWT       (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_PWT)
33 #define _PAGE_PCD       (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_PCD)
34 #define _PAGE_ACCESSED  (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_ACCESSED)
35 #define _PAGE_DIRTY     (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_DIRTY)
36 #define _PAGE_PSE       (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_PSE)      /* 2MB page */
37 #define _PAGE_GLOBAL    (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_GLOBAL)   /* Global TLB entry */
38 #define _PAGE_UNUSED1   (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_UNUSED1)
39 #define _PAGE_UNUSED2   (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_UNUSED2)
40 #define _PAGE_UNUSED3   (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_UNUSED3)
41 #define _PAGE_PAT       (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_PAT)
42 #define _PAGE_PAT_LARGE (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_PAT_LARGE)
43
44 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_X86_PAE)
45 #define _PAGE_NX        (_AC(1, ULL) << _PAGE_BIT_NX)
46 #else
47 #define _PAGE_NX        0
48 #endif
49
50 /* If _PAGE_PRESENT is clear, we use these: */
51 #define _PAGE_FILE      _PAGE_DIRTY     /* nonlinear file mapping, saved PTE; unset:swap */
52 #define _PAGE_PROTNONE  _PAGE_PSE       /* if the user mapped it with PROT_NONE;
53                                            pte_present gives true */
54
55 #define _PAGE_TABLE     (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
56 #define _KERNPG_TABLE   (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
57
58 #define _PAGE_CHG_MASK  (PTE_MASK | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
59
60 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PROTNONE | _PAGE_ACCESSED)
61 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
62
63 #define PAGE_SHARED_EXEC        __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
64 #define PAGE_COPY_NOEXEC        __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
65 #define PAGE_COPY_EXEC          __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
66 #define PAGE_COPY               PAGE_COPY_NOEXEC
67 #define PAGE_READONLY           __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
68 #define PAGE_READONLY_EXEC      __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
69
70 #ifdef CONFIG_X86_32
71 #define _PAGE_KERNEL_EXEC \
72         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED)
73 #define _PAGE_KERNEL (_PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_NX)
74
75 #ifndef __ASSEMBLY__
76 extern pteval_t __PAGE_KERNEL, __PAGE_KERNEL_EXEC;
77 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
78 #else
79 #define __PAGE_KERNEL_EXEC                                              \
80         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED)
81 #define __PAGE_KERNEL           (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_NX)
82 #endif
83
84 #define __PAGE_KERNEL_RO                (__PAGE_KERNEL & ~_PAGE_RW)
85 #define __PAGE_KERNEL_RX                (__PAGE_KERNEL_EXEC & ~_PAGE_RW)
86 #define __PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE      (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
87 #define __PAGE_KERNEL_NOCACHE           (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
88 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL          (__PAGE_KERNEL_RX | _PAGE_USER)
89 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE  (__PAGE_KERNEL_VSYSCALL | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
90 #define __PAGE_KERNEL_LARGE             (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PSE)
91 #define __PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC        (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_PSE)
92
93 #ifdef CONFIG_X86_32
94 # define MAKE_GLOBAL(x)                 __pgprot((x))
95 #else
96 # define MAKE_GLOBAL(x)                 __pgprot((x) | _PAGE_GLOBAL)
97 #endif
98
99 #define PAGE_KERNEL                     MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL)
100 #define PAGE_KERNEL_RO                  MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_RO)
101 #define PAGE_KERNEL_EXEC                MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_EXEC)
102 #define PAGE_KERNEL_RX                  MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_RX)
103 #define PAGE_KERNEL_NOCACHE             MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_NOCACHE)
104 #define PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE        MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE)
105 #define PAGE_KERNEL_LARGE               MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_LARGE)
106 #define PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC          MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC)
107 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL            MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL)
108 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE    MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE)
109
110 /*         xwr */
111 #define __P000  PAGE_NONE
112 #define __P001  PAGE_READONLY
113 #define __P010  PAGE_COPY
114 #define __P011  PAGE_COPY
115 #define __P100  PAGE_READONLY_EXEC
116 #define __P101  PAGE_READONLY_EXEC
117 #define __P110  PAGE_COPY_EXEC
118 #define __P111  PAGE_COPY_EXEC
119
120 #define __S000  PAGE_NONE
121 #define __S001  PAGE_READONLY
122 #define __S010  PAGE_SHARED
123 #define __S011  PAGE_SHARED
124 #define __S100  PAGE_READONLY_EXEC
125 #define __S101  PAGE_READONLY_EXEC
126 #define __S110  PAGE_SHARED_EXEC
127 #define __S111  PAGE_SHARED_EXEC
128
129 #ifndef __ASSEMBLY__
130
131 /*
132  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
133  * for zero-mapped memory areas etc..
134  */
135 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE/sizeof(unsigned long)];
136 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
137
138 extern spinlock_t pgd_lock;
139 extern struct list_head pgd_list;
140
141 /*
142  * The following only work if pte_present() is true.
143  * Undefined behaviour if not..
144  */
145 static inline int pte_dirty(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY; }
146 static inline int pte_young(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED; }
147 static inline int pte_write(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_RW; }
148 static inline int pte_file(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_FILE; }
149 static inline int pte_huge(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_PSE; }
150 static inline int pte_global(pte_t pte)         { return pte_val(pte) & _PAGE_GLOBAL; }
151 static inline int pte_exec(pte_t pte)           { return !(pte_val(pte) & _PAGE_NX); }
152
153 static inline int pmd_large(pmd_t pte) {
154         return (pmd_val(pte) & (_PAGE_PSE|_PAGE_PRESENT)) ==
155                 (_PAGE_PSE|_PAGE_PRESENT);
156 }
157
158 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_DIRTY); }
159 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)        { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_ACCESSED); }
160 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)    { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_RW); }
161 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)       { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_NX); }
162 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY); }
163 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED); }
164 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_RW); }
165 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)       { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_PSE); }
166 static inline pte_t pte_clrhuge(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_PSE); }
167 static inline pte_t pte_mkglobal(pte_t pte)     { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_GLOBAL); }
168 static inline pte_t pte_clrglobal(pte_t pte)    { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_GLOBAL); }
169
170 extern pteval_t __supported_pte_mask;
171
172 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
173 {
174         return __pte((((phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT) |
175                       pgprot_val(pgprot)) & __supported_pte_mask);
176 }
177
178 static inline pmd_t pfn_pmd(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
179 {
180         return __pmd((((phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT) |
181                       pgprot_val(pgprot)) & __supported_pte_mask);
182 }
183
184 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
185 {
186         pteval_t val = pte_val(pte);
187
188         /*
189          * Chop off the NX bit (if present), and add the NX portion of
190          * the newprot (if present):
191          */
192         val &= _PAGE_CHG_MASK & ~_PAGE_NX;
193         val |= pgprot_val(newprot) & __supported_pte_mask;
194
195         return __pte(val);
196 }
197
198 #define pte_pgprot(x) __pgprot(pte_val(x) & (0xfff | _PAGE_NX))
199
200 #define canon_pgprot(p) __pgprot(pgprot_val(p) & __supported_pte_mask)
201
202 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
203 #include <asm/paravirt.h>
204 #else  /* !CONFIG_PARAVIRT */
205 #define set_pte(ptep, pte)              native_set_pte(ptep, pte)
206 #define set_pte_at(mm, addr, ptep, pte) native_set_pte_at(mm, addr, ptep, pte)
207
208 #define set_pte_present(mm, addr, ptep, pte)                            \
209         native_set_pte_present(mm, addr, ptep, pte)
210 #define set_pte_atomic(ptep, pte)                                       \
211         native_set_pte_atomic(ptep, pte)
212
213 #define set_pmd(pmdp, pmd)              native_set_pmd(pmdp, pmd)
214
215 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
216 #define set_pgd(pgdp, pgd)              native_set_pgd(pgdp, pgd)
217 #define pgd_clear(pgd)                  native_pgd_clear(pgd)
218 #endif
219
220 #ifndef set_pud
221 # define set_pud(pudp, pud)             native_set_pud(pudp, pud)
222 #endif
223
224 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
225 #define pud_clear(pud)                  native_pud_clear(pud)
226 #endif
227
228 #define pte_clear(mm, addr, ptep)       native_pte_clear(mm, addr, ptep)
229 #define pmd_clear(pmd)                  native_pmd_clear(pmd)
230
231 #define pte_update(mm, addr, ptep)              do { } while (0)
232 #define pte_update_defer(mm, addr, ptep)        do { } while (0)
233 #endif  /* CONFIG_PARAVIRT */
234
235 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
236
237 #ifdef CONFIG_X86_32
238 # include "pgtable_32.h"
239 #else
240 # include "pgtable_64.h"
241 #endif
242
243 #ifndef __ASSEMBLY__
244
245 enum {
246         PG_LEVEL_NONE,
247         PG_LEVEL_4K,
248         PG_LEVEL_2M,
249         PG_LEVEL_1G,
250 };
251
252 /*
253  * Helper function that returns the kernel pagetable entry controlling
254  * the virtual address 'address'. NULL means no pagetable entry present.
255  * NOTE: the return type is pte_t but if the pmd is PSE then we return it
256  * as a pte too.
257  */
258 extern pte_t *lookup_address(unsigned long address, int *level);
259
260 /* local pte updates need not use xchg for locking */
261 static inline pte_t native_local_ptep_get_and_clear(pte_t *ptep)
262 {
263         pte_t res = *ptep;
264
265         /* Pure native function needs no input for mm, addr */
266         native_pte_clear(NULL, 0, ptep);
267         return res;
268 }
269
270 static inline void native_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
271                                      pte_t *ptep , pte_t pte)
272 {
273         native_set_pte(ptep, pte);
274 }
275
276 #ifndef CONFIG_PARAVIRT
277 /*
278  * Rules for using pte_update - it must be called after any PTE update which
279  * has not been done using the set_pte / clear_pte interfaces.  It is used by
280  * shadow mode hypervisors to resynchronize the shadow page tables.  Kernel PTE
281  * updates should either be sets, clears, or set_pte_atomic for P->P
282  * transitions, which means this hook should only be called for user PTEs.
283  * This hook implies a P->P protection or access change has taken place, which
284  * requires a subsequent TLB flush.  The notification can optionally be delayed
285  * until the TLB flush event by using the pte_update_defer form of the
286  * interface, but care must be taken to assure that the flush happens while
287  * still holding the same page table lock so that the shadow and primary pages
288  * do not become out of sync on SMP.
289  */
290 #define pte_update(mm, addr, ptep)              do { } while (0)
291 #define pte_update_defer(mm, addr, ptep)        do { } while (0)
292 #endif
293
294 /*
295  * We only update the dirty/accessed state if we set
296  * the dirty bit by hand in the kernel, since the hardware
297  * will do the accessed bit for us, and we don't want to
298  * race with other CPU's that might be updating the dirty
299  * bit at the same time.
300  */
301 #define  __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
302 #define ptep_set_access_flags(vma, address, ptep, entry, dirty)         \
303 ({                                                                      \
304         int __changed = !pte_same(*(ptep), entry);                      \
305         if (__changed && dirty) {                                       \
306                 *ptep = entry;                                          \
307                 pte_update_defer((vma)->vm_mm, (address), (ptep));      \
308                 flush_tlb_page(vma, address);                           \
309         }                                                               \
310         __changed;                                                      \
311 })
312
313 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
314 #define ptep_test_and_clear_young(vma, addr, ptep) ({                   \
315         int __ret = 0;                                                  \
316         if (pte_young(*(ptep)))                                         \
317                 __ret = test_and_clear_bit(_PAGE_BIT_ACCESSED,          \
318                                            &(ptep)->pte);               \
319         if (__ret)                                                      \
320                 pte_update((vma)->vm_mm, addr, ptep);                   \
321         __ret;                                                          \
322 })
323
324 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
325 #define ptep_clear_flush_young(vma, address, ptep)                      \
326 ({                                                                      \
327         int __young;                                                    \
328         __young = ptep_test_and_clear_young((vma), (address), (ptep));  \
329         if (__young)                                                    \
330                 flush_tlb_page(vma, address);                           \
331         __young;                                                        \
332 })
333
334 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
335 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
336 {
337         pte_t pte = native_ptep_get_and_clear(ptep);
338         pte_update(mm, addr, ptep);
339         return pte;
340 }
341
342 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
343 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, int full)
344 {
345         pte_t pte;
346         if (full) {
347                 /*
348                  * Full address destruction in progress; paravirt does not
349                  * care about updates and native needs no locking
350                  */
351                 pte = native_local_ptep_get_and_clear(ptep);
352         } else {
353                 pte = ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
354         }
355         return pte;
356 }
357
358 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
359 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
360 {
361         clear_bit(_PAGE_BIT_RW, (unsigned long *)&ptep->pte);
362         pte_update(mm, addr, ptep);
363 }
364
365 #include <asm-generic/pgtable.h>
366 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
367
368 #endif  /* _ASM_X86_PGTABLE_H */