9cf472aeb9ce5841185ac52131dc311123c9b6f6
[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_UC_MINUS          (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PCD)
89 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL          (__PAGE_KERNEL_RX | _PAGE_USER)
90 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE  (__PAGE_KERNEL_VSYSCALL | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)
91 #define __PAGE_KERNEL_LARGE             (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PSE)
92 #define __PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC        (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_PSE)
93
94 #ifdef CONFIG_X86_32
95 # define MAKE_GLOBAL(x)                 __pgprot((x))
96 #else
97 # define MAKE_GLOBAL(x)                 __pgprot((x) | _PAGE_GLOBAL)
98 #endif
99
100 #define PAGE_KERNEL                     MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL)
101 #define PAGE_KERNEL_RO                  MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_RO)
102 #define PAGE_KERNEL_EXEC                MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_EXEC)
103 #define PAGE_KERNEL_RX                  MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_RX)
104 #define PAGE_KERNEL_NOCACHE             MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_NOCACHE)
105 #define PAGE_KERNEL_UC_MINUS            MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_UC_MINUS)
106 #define PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE        MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_EXEC_NOCACHE)
107 #define PAGE_KERNEL_LARGE               MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_LARGE)
108 #define PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC          MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC)
109 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL            MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL)
110 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE    MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE)
111
112 /*         xwr */
113 #define __P000  PAGE_NONE
114 #define __P001  PAGE_READONLY
115 #define __P010  PAGE_COPY
116 #define __P011  PAGE_COPY
117 #define __P100  PAGE_READONLY_EXEC
118 #define __P101  PAGE_READONLY_EXEC
119 #define __P110  PAGE_COPY_EXEC
120 #define __P111  PAGE_COPY_EXEC
121
122 #define __S000  PAGE_NONE
123 #define __S001  PAGE_READONLY
124 #define __S010  PAGE_SHARED
125 #define __S011  PAGE_SHARED
126 #define __S100  PAGE_READONLY_EXEC
127 #define __S101  PAGE_READONLY_EXEC
128 #define __S110  PAGE_SHARED_EXEC
129 #define __S111  PAGE_SHARED_EXEC
130
131 #ifndef __ASSEMBLY__
132
133 /*
134  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
135  * for zero-mapped memory areas etc..
136  */
137 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE/sizeof(unsigned long)];
138 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
139
140 extern spinlock_t pgd_lock;
141 extern struct list_head pgd_list;
142
143 /*
144  * The following only work if pte_present() is true.
145  * Undefined behaviour if not..
146  */
147 static inline int pte_dirty(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY; }
148 static inline int pte_young(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED; }
149 static inline int pte_write(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_RW; }
150 static inline int pte_file(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_FILE; }
151 static inline int pte_huge(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_PSE; }
152 static inline int pte_global(pte_t pte)         { return pte_val(pte) & _PAGE_GLOBAL; }
153 static inline int pte_exec(pte_t pte)           { return !(pte_val(pte) & _PAGE_NX); }
154
155 static inline int pmd_large(pmd_t pte) {
156         return (pmd_val(pte) & (_PAGE_PSE|_PAGE_PRESENT)) ==
157                 (_PAGE_PSE|_PAGE_PRESENT);
158 }
159
160 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_DIRTY); }
161 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)        { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_ACCESSED); }
162 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)    { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_RW); }
163 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)       { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_NX); }
164 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY); }
165 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED); }
166 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_RW); }
167 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)       { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_PSE); }
168 static inline pte_t pte_clrhuge(pte_t pte)      { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_PSE); }
169 static inline pte_t pte_mkglobal(pte_t pte)     { return __pte(pte_val(pte) | _PAGE_GLOBAL); }
170 static inline pte_t pte_clrglobal(pte_t pte)    { return __pte(pte_val(pte) & ~(pteval_t)_PAGE_GLOBAL); }
171
172 extern pteval_t __supported_pte_mask;
173
174 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
175 {
176         return __pte((((phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT) |
177                       pgprot_val(pgprot)) & __supported_pte_mask);
178 }
179
180 static inline pmd_t pfn_pmd(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
181 {
182         return __pmd((((phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT) |
183                       pgprot_val(pgprot)) & __supported_pte_mask);
184 }
185
186 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
187 {
188         pteval_t val = pte_val(pte);
189
190         /*
191          * Chop off the NX bit (if present), and add the NX portion of
192          * the newprot (if present):
193          */
194         val &= _PAGE_CHG_MASK & ~_PAGE_NX;
195         val |= pgprot_val(newprot) & __supported_pte_mask;
196
197         return __pte(val);
198 }
199
200 #define pte_pgprot(x) __pgprot(pte_val(x) & (0xfff | _PAGE_NX))
201
202 #define canon_pgprot(p) __pgprot(pgprot_val(p) & __supported_pte_mask)
203
204 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
205 #include <asm/paravirt.h>
206 #else  /* !CONFIG_PARAVIRT */
207 #define set_pte(ptep, pte)              native_set_pte(ptep, pte)
208 #define set_pte_at(mm, addr, ptep, pte) native_set_pte_at(mm, addr, ptep, pte)
209
210 #define set_pte_present(mm, addr, ptep, pte)                            \
211         native_set_pte_present(mm, addr, ptep, pte)
212 #define set_pte_atomic(ptep, pte)                                       \
213         native_set_pte_atomic(ptep, pte)
214
215 #define set_pmd(pmdp, pmd)              native_set_pmd(pmdp, pmd)
216
217 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
218 #define set_pgd(pgdp, pgd)              native_set_pgd(pgdp, pgd)
219 #define pgd_clear(pgd)                  native_pgd_clear(pgd)
220 #endif
221
222 #ifndef set_pud
223 # define set_pud(pudp, pud)             native_set_pud(pudp, pud)
224 #endif
225
226 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
227 #define pud_clear(pud)                  native_pud_clear(pud)
228 #endif
229
230 #define pte_clear(mm, addr, ptep)       native_pte_clear(mm, addr, ptep)
231 #define pmd_clear(pmd)                  native_pmd_clear(pmd)
232
233 #define pte_update(mm, addr, ptep)              do { } while (0)
234 #define pte_update_defer(mm, addr, ptep)        do { } while (0)
235 #endif  /* CONFIG_PARAVIRT */
236
237 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
238
239 #ifdef CONFIG_X86_32
240 # include "pgtable_32.h"
241 #else
242 # include "pgtable_64.h"
243 #endif
244
245 #ifndef __ASSEMBLY__
246
247 enum {
248         PG_LEVEL_NONE,
249         PG_LEVEL_4K,
250         PG_LEVEL_2M,
251         PG_LEVEL_1G,
252 };
253
254 /*
255  * Helper function that returns the kernel pagetable entry controlling
256  * the virtual address 'address'. NULL means no pagetable entry present.
257  * NOTE: the return type is pte_t but if the pmd is PSE then we return it
258  * as a pte too.
259  */
260 extern pte_t *lookup_address(unsigned long address, unsigned int *level);
261
262 /* local pte updates need not use xchg for locking */
263 static inline pte_t native_local_ptep_get_and_clear(pte_t *ptep)
264 {
265         pte_t res = *ptep;
266
267         /* Pure native function needs no input for mm, addr */
268         native_pte_clear(NULL, 0, ptep);
269         return res;
270 }
271
272 static inline void native_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
273                                      pte_t *ptep , pte_t pte)
274 {
275         native_set_pte(ptep, pte);
276 }
277
278 #ifndef CONFIG_PARAVIRT
279 /*
280  * Rules for using pte_update - it must be called after any PTE update which
281  * has not been done using the set_pte / clear_pte interfaces.  It is used by
282  * shadow mode hypervisors to resynchronize the shadow page tables.  Kernel PTE
283  * updates should either be sets, clears, or set_pte_atomic for P->P
284  * transitions, which means this hook should only be called for user PTEs.
285  * This hook implies a P->P protection or access change has taken place, which
286  * requires a subsequent TLB flush.  The notification can optionally be delayed
287  * until the TLB flush event by using the pte_update_defer form of the
288  * interface, but care must be taken to assure that the flush happens while
289  * still holding the same page table lock so that the shadow and primary pages
290  * do not become out of sync on SMP.
291  */
292 #define pte_update(mm, addr, ptep)              do { } while (0)
293 #define pte_update_defer(mm, addr, ptep)        do { } while (0)
294 #endif
295
296 /*
297  * We only update the dirty/accessed state if we set
298  * the dirty bit by hand in the kernel, since the hardware
299  * will do the accessed bit for us, and we don't want to
300  * race with other CPU's that might be updating the dirty
301  * bit at the same time.
302  */
303 #define  __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
304 #define ptep_set_access_flags(vma, address, ptep, entry, dirty)         \
305 ({                                                                      \
306         int __changed = !pte_same(*(ptep), entry);                      \
307         if (__changed && dirty) {                                       \
308                 *ptep = entry;                                          \
309                 pte_update_defer((vma)->vm_mm, (address), (ptep));      \
310                 flush_tlb_page(vma, address);                           \
311         }                                                               \
312         __changed;                                                      \
313 })
314
315 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
316 #define ptep_test_and_clear_young(vma, addr, ptep) ({                   \
317         int __ret = 0;                                                  \
318         if (pte_young(*(ptep)))                                         \
319                 __ret = test_and_clear_bit(_PAGE_BIT_ACCESSED,          \
320                                            &(ptep)->pte);               \
321         if (__ret)                                                      \
322                 pte_update((vma)->vm_mm, addr, ptep);                   \
323         __ret;                                                          \
324 })
325
326 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
327 #define ptep_clear_flush_young(vma, address, ptep)                      \
328 ({                                                                      \
329         int __young;                                                    \
330         __young = ptep_test_and_clear_young((vma), (address), (ptep));  \
331         if (__young)                                                    \
332                 flush_tlb_page(vma, address);                           \
333         __young;                                                        \
334 })
335
336 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
337 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
338 {
339         pte_t pte = native_ptep_get_and_clear(ptep);
340         pte_update(mm, addr, ptep);
341         return pte;
342 }
343
344 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
345 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, int full)
346 {
347         pte_t pte;
348         if (full) {
349                 /*
350                  * Full address destruction in progress; paravirt does not
351                  * care about updates and native needs no locking
352                  */
353                 pte = native_local_ptep_get_and_clear(ptep);
354         } else {
355                 pte = ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
356         }
357         return pte;
358 }
359
360 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
361 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
362 {
363         clear_bit(_PAGE_BIT_RW, (unsigned long *)&ptep->pte);
364         pte_update(mm, addr, ptep);
365 }
366
367 #include <asm-generic/pgtable.h>
368 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
369
370 #endif  /* _ASM_X86_PGTABLE_H */