x86: PAT phys_mem_access_prot_allowed for dev/mem mmap
[linux-2.6.git] / include / asm-x86 / pgtable.h
index 6452286..1902f0a 100644 (file)
@@ -4,21 +4,28 @@
 #define USER_PTRS_PER_PGD      ((TASK_SIZE-1)/PGDIR_SIZE+1)
 #define FIRST_USER_ADDRESS     0
 
-#define _PAGE_BIT_PRESENT      0
-#define _PAGE_BIT_RW           1
-#define _PAGE_BIT_USER         2
-#define _PAGE_BIT_PWT          3
-#define _PAGE_BIT_PCD          4
-#define _PAGE_BIT_ACCESSED     5
-#define _PAGE_BIT_DIRTY                6
+#define _PAGE_BIT_PRESENT      0       /* is present */
+#define _PAGE_BIT_RW           1       /* writeable */
+#define _PAGE_BIT_USER         2       /* userspace addressable */
+#define _PAGE_BIT_PWT          3       /* page write through */
+#define _PAGE_BIT_PCD          4       /* page cache disabled */
+#define _PAGE_BIT_ACCESSED     5       /* was accessed (raised by CPU) */
+#define _PAGE_BIT_DIRTY                6       /* was written to (raised by CPU) */
 #define _PAGE_BIT_FILE         6
 #define _PAGE_BIT_PSE          7       /* 4 MB (or 2MB) page */
+#define _PAGE_BIT_PAT          7       /* on 4KB pages */
 #define _PAGE_BIT_GLOBAL       8       /* Global TLB entry PPro+ */
 #define _PAGE_BIT_UNUSED1      9       /* available for programmer */
 #define _PAGE_BIT_UNUSED2      10
 #define _PAGE_BIT_UNUSED3      11
+#define _PAGE_BIT_PAT_LARGE    12      /* On 2MB or 1GB pages */
 #define _PAGE_BIT_NX           63       /* No execute: only valid after cpuid check */
 
+/*
+ * Note: we use _AC(1, L) instead of _AC(1, UL) so that we get a
+ * sign-extended value on 32-bit with all 1's in the upper word,
+ * which preserves the upper pte values on 64-bit ptes:
+ */
 #define _PAGE_PRESENT  (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_PRESENT)
 #define _PAGE_RW       (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_RW)
 #define _PAGE_USER     (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_USER)
@@ -31,6 +38,8 @@
 #define _PAGE_UNUSED1  (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_UNUSED1)
 #define _PAGE_UNUSED2  (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_UNUSED2)
 #define _PAGE_UNUSED3  (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_UNUSED3)
+#define _PAGE_PAT      (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_PAT)
+#define _PAGE_PAT_LARGE (_AC(1, L)<<_PAGE_BIT_PAT_LARGE)
 
 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_X86_PAE)
 #define _PAGE_NX       (_AC(1, ULL) << _PAGE_BIT_NX)
 #endif
 
 /* If _PAGE_PRESENT is clear, we use these: */
-#define _PAGE_FILE     _PAGE_DIRTY     /* nonlinear file mapping, saved PTE; unset:swap */
+#define _PAGE_FILE     _PAGE_DIRTY     /* nonlinear file mapping,
+                                        * saved PTE; unset:swap */
 #define _PAGE_PROTNONE _PAGE_PSE       /* if the user mapped it with PROT_NONE;
                                           pte_present gives true */
 
-#define _PAGE_TABLE    (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
-#define _KERNPG_TABLE  (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
+#define _PAGE_TABLE    (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER |        \
+                        _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
+#define _KERNPG_TABLE  (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_ACCESSED |    \
+                        _PAGE_DIRTY)
 
 #define _PAGE_CHG_MASK (PTE_MASK | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
 
+#define _PAGE_CACHE_MASK       (_PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
+#define _PAGE_CACHE_WB         (0)
+#define _PAGE_CACHE_WC         (_PAGE_PWT)
+#define _PAGE_CACHE_UC_MINUS   (_PAGE_PCD)
+#define _PAGE_CACHE_UC         (_PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
+
 #define PAGE_NONE      __pgprot(_PAGE_PROTNONE | _PAGE_ACCESSED)
-#define PAGE_SHARED    __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
+#define PAGE_SHARED    __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | \
+                                _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
 
-#define PAGE_SHARED_EXEC       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
-#define PAGE_COPY_NOEXEC       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
-#define PAGE_COPY_EXEC         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
+#define PAGE_SHARED_EXEC       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW |     \
+                                        _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
+#define PAGE_COPY_NOEXEC       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER |   \
+                                        _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
+#define PAGE_COPY_EXEC         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER |   \
+                                        _PAGE_ACCESSED)
 #define PAGE_COPY              PAGE_COPY_NOEXEC
-#define PAGE_READONLY          __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
-#define PAGE_READONLY_EXEC     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
+#define PAGE_READONLY          __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER |   \
+                                        _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
+#define PAGE_READONLY_EXEC     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER |   \
+                                        _PAGE_ACCESSED)
 
 #ifdef CONFIG_X86_32
 #define _PAGE_KERNEL_EXEC \
@@ -64,7 +88,7 @@
 #define _PAGE_KERNEL (_PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_NX)
 
 #ifndef __ASSEMBLY__
-extern unsigned long long __PAGE_KERNEL, __PAGE_KERNEL_EXEC;
+extern pteval_t __PAGE_KERNEL, __PAGE_KERNEL_EXEC;
 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 #else
 #define __PAGE_KERNEL_EXEC                                             \
@@ -74,7 +98,10 @@ extern unsigned long long __PAGE_KERNEL, __PAGE_KERNEL_EXEC;
 
 #define __PAGE_KERNEL_RO               (__PAGE_KERNEL & ~_PAGE_RW)
 #define __PAGE_KERNEL_RX               (__PAGE_KERNEL_EXEC & ~_PAGE_RW)
+#define __PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE     (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
+#define __PAGE_KERNEL_WC               (__PAGE_KERNEL | _PAGE_CACHE_WC)
 #define __PAGE_KERNEL_NOCACHE          (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
+#define __PAGE_KERNEL_UC_MINUS         (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PCD)
 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL         (__PAGE_KERNEL_RX | _PAGE_USER)
 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE (__PAGE_KERNEL_VSYSCALL | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
 #define __PAGE_KERNEL_LARGE            (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PSE)
@@ -90,7 +117,10 @@ extern unsigned long long __PAGE_KERNEL, __PAGE_KERNEL_EXEC;
 #define PAGE_KERNEL_RO                 MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_RO)
 #define PAGE_KERNEL_EXEC               MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_EXEC)
 #define PAGE_KERNEL_RX                 MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_RX)
+#define PAGE_KERNEL_WC                 MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_WC)
 #define PAGE_KERNEL_NOCACHE            MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_NOCACHE)
+#define PAGE_KERNEL_UC_MINUS           MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_UC_MINUS)
+#define PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE       MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE)
 #define PAGE_KERNEL_LARGE              MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_LARGE)
 #define PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC         MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC)
 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL           MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL)
@@ -116,30 +146,116 @@ extern unsigned long long __PAGE_KERNEL, __PAGE_KERNEL_EXEC;
 #define __S111 PAGE_SHARED_EXEC
 
 #ifndef __ASSEMBLY__
+
+/*
+ * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
+ * for zero-mapped memory areas etc..
+ */
+extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
+#define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
+
+extern spinlock_t pgd_lock;
+extern struct list_head pgd_list;
+
 /*
  * The following only work if pte_present() is true.
  * Undefined behaviour if not..
  */
-static inline int pte_dirty(pte_t pte)         { return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY; }
-static inline int pte_young(pte_t pte)         { return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED; }
-static inline int pte_write(pte_t pte)         { return pte_val(pte) & _PAGE_RW; }
-static inline int pte_file(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_FILE; }
-static inline int pte_huge(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_PSE; }
-
-static inline int pmd_large(pmd_t pte) {
-       return (pmd_val(pte) & (_PAGE_PSE|_PAGE_PRESENT)) ==
-               (_PAGE_PSE|_PAGE_PRESENT);
-}
-
-static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)     { return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_DIRTY); }
-static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)       { return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_ACCESSED); }
-static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)   { return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_RW); }
-static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_NX); }
-static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)     { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY); }
-static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)     { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED); }
-static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)     { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_RW); }
-static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_PSE); }
-static inline pte_t pte_clrhuge(pte_t pte)     { return __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_PSE); }
+static inline int pte_dirty(pte_t pte)
+{
+       return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY;
+}
+
+static inline int pte_young(pte_t pte)
+{
+       return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED;
+}
+
+static inline int pte_write(pte_t pte)
+{
+       return pte_val(pte) & _PAGE_RW;
+}
+
+static inline int pte_file(pte_t pte)
+{
+       return pte_val(pte) & _PAGE_FILE;
+}
+
+static inline int pte_huge(pte_t pte)
+{
+       return pte_val(pte) & _PAGE_PSE;
+}
+
+static inline int pte_global(pte_t pte)
+{
+       return pte_val(pte) & _PAGE_GLOBAL;
+}
+
+static inline int pte_exec(pte_t pte)
+{
+       return !(pte_val(pte) & _PAGE_NX);
+}
+
+static inline int pmd_large(pmd_t pte)
+{
+       return (pmd_val(pte) & (_PAGE_PSE | _PAGE_PRESENT)) ==
+               (_PAGE_PSE | _PAGE_PRESENT);
+}
+
+static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_DIRTY);
+}
+
+static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_ACCESSED);
+}
+
+static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_RW);
+}
+
+static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_NX);
+}
+
+static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY);
+}
+
+static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED);
+}
+
+static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_RW);
+}
+
+static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_PSE);
+}
+
+static inline pte_t pte_clrhuge(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_PSE);
+}
+
+static inline pte_t pte_mkglobal(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_GLOBAL);
+}
+
+static inline pte_t pte_clrglobal(pte_t pte)
+{
+       return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_GLOBAL);
+}
 
 extern pteval_t __supported_pte_mask;
 
@@ -169,6 +285,51 @@ static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
        return __pte(val);
 }
 
+#define pte_pgprot(x) __pgprot(pte_val(x) & (0xfff | _PAGE_NX))
+
+#define canon_pgprot(p) __pgprot(pgprot_val(p) & __supported_pte_mask)
+
+#ifndef __ASSEMBLY__
+#define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
+struct file;
+pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
+                              unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
+int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long pfn,
+                              unsigned long size, pgprot_t *vma_prot);
+#endif
+
+#ifdef CONFIG_PARAVIRT
+#include <asm/paravirt.h>
+#else  /* !CONFIG_PARAVIRT */
+#define set_pte(ptep, pte)             native_set_pte(ptep, pte)
+#define set_pte_at(mm, addr, ptep, pte)        native_set_pte_at(mm, addr, ptep, pte)
+
+#define set_pte_present(mm, addr, ptep, pte)                           \
+       native_set_pte_present(mm, addr, ptep, pte)
+#define set_pte_atomic(ptep, pte)                                      \
+       native_set_pte_atomic(ptep, pte)
+
+#define set_pmd(pmdp, pmd)             native_set_pmd(pmdp, pmd)
+
+#ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
+#define set_pgd(pgdp, pgd)             native_set_pgd(pgdp, pgd)
+#define pgd_clear(pgd)                 native_pgd_clear(pgd)
+#endif
+
+#ifndef set_pud
+# define set_pud(pudp, pud)            native_set_pud(pudp, pud)
+#endif
+
+#ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
+#define pud_clear(pud)                 native_pud_clear(pud)
+#endif
+
+#define pte_clear(mm, addr, ptep)      native_pte_clear(mm, addr, ptep)
+#define pmd_clear(pmd)                 native_pmd_clear(pmd)
+
+#define pte_update(mm, addr, ptep)              do { } while (0)
+#define pte_update_defer(mm, addr, ptep)        do { } while (0)
+#endif /* CONFIG_PARAVIRT */
 
 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 
@@ -178,4 +339,133 @@ static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 # include "pgtable_64.h"
 #endif
 
+#ifndef __ASSEMBLY__
+
+enum {
+       PG_LEVEL_NONE,
+       PG_LEVEL_4K,
+       PG_LEVEL_2M,
+       PG_LEVEL_1G,
+};
+
+/*
+ * Helper function that returns the kernel pagetable entry controlling
+ * the virtual address 'address'. NULL means no pagetable entry present.
+ * NOTE: the return type is pte_t but if the pmd is PSE then we return it
+ * as a pte too.
+ */
+extern pte_t *lookup_address(unsigned long address, unsigned int *level);
+
+/* local pte updates need not use xchg for locking */
+static inline pte_t native_local_ptep_get_and_clear(pte_t *ptep)
+{
+       pte_t res = *ptep;
+
+       /* Pure native function needs no input for mm, addr */
+       native_pte_clear(NULL, 0, ptep);
+       return res;
+}
+
+static inline void native_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
+                                    pte_t *ptep , pte_t pte)
+{
+       native_set_pte(ptep, pte);
+}
+
+#ifndef CONFIG_PARAVIRT
+/*
+ * Rules for using pte_update - it must be called after any PTE update which
+ * has not been done using the set_pte / clear_pte interfaces.  It is used by
+ * shadow mode hypervisors to resynchronize the shadow page tables.  Kernel PTE
+ * updates should either be sets, clears, or set_pte_atomic for P->P
+ * transitions, which means this hook should only be called for user PTEs.
+ * This hook implies a P->P protection or access change has taken place, which
+ * requires a subsequent TLB flush.  The notification can optionally be delayed
+ * until the TLB flush event by using the pte_update_defer form of the
+ * interface, but care must be taken to assure that the flush happens while
+ * still holding the same page table lock so that the shadow and primary pages
+ * do not become out of sync on SMP.
+ */
+#define pte_update(mm, addr, ptep)             do { } while (0)
+#define pte_update_defer(mm, addr, ptep)       do { } while (0)
+#endif
+
+/*
+ * We only update the dirty/accessed state if we set
+ * the dirty bit by hand in the kernel, since the hardware
+ * will do the accessed bit for us, and we don't want to
+ * race with other CPU's that might be updating the dirty
+ * bit at the same time.
+ */
+#define  __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
+#define ptep_set_access_flags(vma, address, ptep, entry, dirty)                \
+({                                                                     \
+       int __changed = !pte_same(*(ptep), entry);                      \
+       if (__changed && dirty) {                                       \
+               *ptep = entry;                                          \
+               pte_update_defer((vma)->vm_mm, (address), (ptep));      \
+               flush_tlb_page(vma, address);                           \
+       }                                                               \
+       __changed;                                                      \
+})
+
+#define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
+#define ptep_test_and_clear_young(vma, addr, ptep) ({                  \
+       int __ret = 0;                                                  \
+       if (pte_young(*(ptep)))                                         \
+               __ret = test_and_clear_bit(_PAGE_BIT_ACCESSED,          \
+                                          &(ptep)->pte);               \
+       if (__ret)                                                      \
+               pte_update((vma)->vm_mm, addr, ptep);                   \
+       __ret;                                                          \
+})
+
+#define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
+#define ptep_clear_flush_young(vma, address, ptep)                     \
+({                                                                     \
+       int __young;                                                    \
+       __young = ptep_test_and_clear_young((vma), (address), (ptep));  \
+       if (__young)                                                    \
+               flush_tlb_page(vma, address);                           \
+       __young;                                                        \
+})
+
+#define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
+static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
+                                      pte_t *ptep)
+{
+       pte_t pte = native_ptep_get_and_clear(ptep);
+       pte_update(mm, addr, ptep);
+       return pte;
+}
+
+#define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
+static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
+                                           unsigned long addr, pte_t *ptep,
+                                           int full)
+{
+       pte_t pte;
+       if (full) {
+               /*
+                * Full address destruction in progress; paravirt does not
+                * care about updates and native needs no locking
+                */
+               pte = native_local_ptep_get_and_clear(ptep);
+       } else {
+               pte = ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
+       }
+       return pte;
+}
+
+#define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
+static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
+                                     unsigned long addr, pte_t *ptep)
+{
+       clear_bit(_PAGE_BIT_RW, (unsigned long *)&ptep->pte);
+       pte_update(mm, addr, ptep);
+}
+
+#include <asm-generic/pgtable.h>
+#endif /* __ASSEMBLY__ */
+
 #endif /* _ASM_X86_PGTABLE_H */