[PATCH] ppc32: Allow adjust of pfn offset in pte
[powerpc.git] / include / asm-ppc / pgtable.h
1 #ifdef __KERNEL__
2 #ifndef _PPC_PGTABLE_H
3 #define _PPC_PGTABLE_H
4
5 #include <asm-generic/4level-fixup.h>
6
7 #include <linux/config.h>
8
9 #ifndef __ASSEMBLY__
10 #include <linux/sched.h>
11 #include <linux/threads.h>
12 #include <asm/processor.h>              /* For TASK_SIZE */
13 #include <asm/mmu.h>
14 #include <asm/page.h>
15
16 extern unsigned long va_to_phys(unsigned long address);
17 extern pte_t *va_to_pte(unsigned long address);
18 extern unsigned long ioremap_bot, ioremap_base;
19 #endif /* __ASSEMBLY__ */
20
21 /*
22  * The PowerPC MMU uses a hash table containing PTEs, together with
23  * a set of 16 segment registers (on 32-bit implementations), to define
24  * the virtual to physical address mapping.
25  *
26  * We use the hash table as an extended TLB, i.e. a cache of currently
27  * active mappings.  We maintain a two-level page table tree, much
28  * like that used by the i386, for the sake of the Linux memory
29  * management code.  Low-level assembler code in hashtable.S
30  * (procedure hash_page) is responsible for extracting ptes from the
31  * tree and putting them into the hash table when necessary, and
32  * updating the accessed and modified bits in the page table tree.
33  */
34
35 /*
36  * The PowerPC MPC8xx uses a TLB with hardware assisted, software tablewalk.
37  * We also use the two level tables, but we can put the real bits in them
38  * needed for the TLB and tablewalk.  These definitions require Mx_CTR.PPM = 0,
39  * Mx_CTR.PPCS = 0, and MD_CTR.TWAM = 1.  The level 2 descriptor has
40  * additional page protection (when Mx_CTR.PPCS = 1) that allows TLB hit
41  * based upon user/super access.  The TLB does not have accessed nor write
42  * protect.  We assume that if the TLB get loaded with an entry it is
43  * accessed, and overload the changed bit for write protect.  We use
44  * two bits in the software pte that are supposed to be set to zero in
45  * the TLB entry (24 and 25) for these indicators.  Although the level 1
46  * descriptor contains the guarded and writethrough/copyback bits, we can
47  * set these at the page level since they get copied from the Mx_TWC
48  * register when the TLB entry is loaded.  We will use bit 27 for guard, since
49  * that is where it exists in the MD_TWC, and bit 26 for writethrough.
50  * These will get masked from the level 2 descriptor at TLB load time, and
51  * copied to the MD_TWC before it gets loaded.
52  * Large page sizes added.  We currently support two sizes, 4K and 8M.
53  * This also allows a TLB hander optimization because we can directly
54  * load the PMD into MD_TWC.  The 8M pages are only used for kernel
55  * mapping of well known areas.  The PMD (PGD) entries contain control
56  * flags in addition to the address, so care must be taken that the
57  * software no longer assumes these are only pointers.
58  */
59
60 /*
61  * At present, all PowerPC 400-class processors share a similar TLB
62  * architecture. The instruction and data sides share a unified,
63  * 64-entry, fully-associative TLB which is maintained totally under
64  * software control. In addition, the instruction side has a
65  * hardware-managed, 4-entry, fully-associative TLB which serves as a
66  * first level to the shared TLB. These two TLBs are known as the UTLB
67  * and ITLB, respectively (see "mmu.h" for definitions).
68  */
69
70 /*
71  * The normal case is that PTEs are 32-bits and we have a 1-page
72  * 1024-entry pgdir pointing to 1-page 1024-entry PTE pages.  -- paulus
73  *
74  * For any >32-bit physical address platform, we can use the following
75  * two level page table layout where the pgdir is 8KB and the MS 13 bits
76  * are an index to the second level table.  The combined pgdir/pmd first
77  * level has 2048 entries and the second level has 512 64-bit PTE entries.
78  * -Matt
79  */
80 /* PMD_SHIFT determines the size of the area mapped by the PTE pages */
81 #define PMD_SHIFT       (PAGE_SHIFT + PTE_SHIFT)
82 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
83 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
84
85 /* PGDIR_SHIFT determines what a top-level page table entry can map */
86 #define PGDIR_SHIFT     PMD_SHIFT
87 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
88 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
89
90 /*
91  * entries per page directory level: our page-table tree is two-level, so
92  * we don't really have any PMD directory.
93  */
94 #define PTRS_PER_PTE    (1 << PTE_SHIFT)
95 #define PTRS_PER_PMD    1
96 #define PTRS_PER_PGD    (1 << (32 - PGDIR_SHIFT))
97
98 #define USER_PTRS_PER_PGD       (TASK_SIZE / PGDIR_SIZE)
99 #define FIRST_USER_PGD_NR       0
100
101 #define USER_PGD_PTRS (PAGE_OFFSET >> PGDIR_SHIFT)
102 #define KERNEL_PGD_PTRS (PTRS_PER_PGD-USER_PGD_PTRS)
103
104 #define pte_ERROR(e) \
105         printk("%s:%d: bad pte "PTE_FMT".\n", __FILE__, __LINE__, pte_val(e))
106 #define pmd_ERROR(e) \
107         printk("%s:%d: bad pmd %08lx.\n", __FILE__, __LINE__, pmd_val(e))
108 #define pgd_ERROR(e) \
109         printk("%s:%d: bad pgd %08lx.\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
110
111 /*
112  * Just any arbitrary offset to the start of the vmalloc VM area: the
113  * current 64MB value just means that there will be a 64MB "hole" after the
114  * physical memory until the kernel virtual memory starts.  That means that
115  * any out-of-bounds memory accesses will hopefully be caught.
116  * The vmalloc() routines leaves a hole of 4kB between each vmalloced
117  * area for the same reason. ;)
118  *
119  * We no longer map larger than phys RAM with the BATs so we don't have
120  * to worry about the VMALLOC_OFFSET causing problems.  We do have to worry
121  * about clashes between our early calls to ioremap() that start growing down
122  * from ioremap_base being run into the VM area allocations (growing upwards
123  * from VMALLOC_START).  For this reason we have ioremap_bot to check when
124  * we actually run into our mappings setup in the early boot with the VM
125  * system.  This really does become a problem for machines with good amounts
126  * of RAM.  -- Cort
127  */
128 #define VMALLOC_OFFSET (0x1000000) /* 16M */
129 #ifdef CONFIG_44x
130 #include <asm/ibm44x.h>
131 #define VMALLOC_START (((_ALIGN((long)high_memory, PPC44x_PIN_SIZE) + VMALLOC_OFFSET) & ~(VMALLOC_OFFSET-1)))
132 #else
133 #define VMALLOC_START ((((long)high_memory + VMALLOC_OFFSET) & ~(VMALLOC_OFFSET-1)))
134 #endif
135 #define VMALLOC_END     ioremap_bot
136
137 /*
138  * Bits in a linux-style PTE.  These match the bits in the
139  * (hardware-defined) PowerPC PTE as closely as possible.
140  */
141
142 #if defined(CONFIG_40x)
143
144 /* There are several potential gotchas here.  The 40x hardware TLBLO
145    field looks like this:
146
147    0  1  2  3  4  ... 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
148    RPN.....................  0  0 EX WR ZSEL.......  W  I  M  G
149
150    Where possible we make the Linux PTE bits match up with this
151
152    - bits 20 and 21 must be cleared, because we use 4k pages (40x can
153      support down to 1k pages), this is done in the TLBMiss exception
154      handler.
155    - We use only zones 0 (for kernel pages) and 1 (for user pages)
156      of the 16 available.  Bit 24-26 of the TLB are cleared in the TLB
157      miss handler.  Bit 27 is PAGE_USER, thus selecting the correct
158      zone.
159    - PRESENT *must* be in the bottom two bits because swap cache
160      entries use the top 30 bits.  Because 40x doesn't support SMP
161      anyway, M is irrelevant so we borrow it for PAGE_PRESENT.  Bit 30
162      is cleared in the TLB miss handler before the TLB entry is loaded.
163    - All other bits of the PTE are loaded into TLBLO without
164      modification, leaving us only the bits 20, 21, 24, 25, 26, 30 for
165      software PTE bits.  We actually use use bits 21, 24, 25, and
166      30 respectively for the software bits: ACCESSED, DIRTY, RW, and
167      PRESENT.
168 */
169
170 /* Definitions for 40x embedded chips. */
171 #define _PAGE_GUARDED   0x001   /* G: page is guarded from prefetch */
172 #define _PAGE_FILE      0x001   /* when !present: nonlinear file mapping */
173 #define _PAGE_PRESENT   0x002   /* software: PTE contains a translation */
174 #define _PAGE_NO_CACHE  0x004   /* I: caching is inhibited */
175 #define _PAGE_WRITETHRU 0x008   /* W: caching is write-through */
176 #define _PAGE_USER      0x010   /* matches one of the zone permission bits */
177 #define _PAGE_RW        0x040   /* software: Writes permitted */
178 #define _PAGE_DIRTY     0x080   /* software: dirty page */
179 #define _PAGE_HWWRITE   0x100   /* hardware: Dirty & RW, set in exception */
180 #define _PAGE_HWEXEC    0x200   /* hardware: EX permission */
181 #define _PAGE_ACCESSED  0x400   /* software: R: page referenced */
182
183 #define _PMD_PRESENT    0x400   /* PMD points to page of PTEs */
184 #define _PMD_BAD        0x802
185 #define _PMD_SIZE       0x0e0   /* size field, != 0 for large-page PMD entry */
186 #define _PMD_SIZE_4M    0x0c0
187 #define _PMD_SIZE_16M   0x0e0
188 #define PMD_PAGE_SIZE(pmdval)   (1024 << (((pmdval) & _PMD_SIZE) >> 4))
189
190 #elif defined(CONFIG_44x)
191 /*
192  * Definitions for PPC440
193  *
194  * Because of the 3 word TLB entries to support 36-bit addressing,
195  * the attribute are difficult to map in such a fashion that they
196  * are easily loaded during exception processing.  I decided to
197  * organize the entry so the ERPN is the only portion in the
198  * upper word of the PTE and the attribute bits below are packed
199  * in as sensibly as they can be in the area below a 4KB page size
200  * oriented RPN.  This at least makes it easy to load the RPN and
201  * ERPN fields in the TLB. -Matt
202  *
203  * Note that these bits preclude future use of a page size
204  * less than 4KB.
205  */
206 #define _PAGE_PRESENT   0x00000001              /* S: PTE valid */
207 #define _PAGE_RW        0x00000002              /* S: Write permission */
208 #define _PAGE_DIRTY     0x00000004              /* S: Page dirty */
209 #define _PAGE_ACCESSED  0x00000008              /* S: Page referenced */
210 #define _PAGE_HWWRITE   0x00000010              /* H: Dirty & RW */
211 #define _PAGE_HWEXEC    0x00000020              /* H: Execute permission */
212 #define _PAGE_USER      0x00000040              /* S: User page */
213 #define _PAGE_ENDIAN    0x00000080              /* H: E bit */
214 #define _PAGE_GUARDED   0x00000100              /* H: G bit */
215 #define _PAGE_COHERENT  0x00000200              /* H: M bit */
216 #define _PAGE_FILE      0x00000400              /* S: nonlinear file mapping */
217 #define _PAGE_NO_CACHE  0x00000400              /* H: I bit */
218 #define _PAGE_WRITETHRU 0x00000800              /* H: W bit */
219
220 /* TODO: Add large page lowmem mapping support */
221 #define _PMD_PRESENT    0
222 #define _PMD_PRESENT_MASK (PAGE_MASK)
223 #define _PMD_BAD        (~PAGE_MASK)
224
225 /* ERPN in a PTE never gets cleared, ignore it */
226 #define _PTE_NONE_MASK  0xffffffff00000000ULL
227
228 #elif defined(CONFIG_E500)
229
230 /*
231    MMU Assist Register 3:
232
233    32 33 34 35 36  ... 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63
234    RPN......................  0  0 U0 U1 U2 U3 UX SX UW SW UR SR
235
236    - PRESENT *must* be in the bottom three bits because swap cache
237      entries use the top 29 bits.
238
239    - FILE *must* be in the bottom three bits because swap cache
240      entries use the top 29 bits.
241 */
242
243 /* Definitions for e500 core */
244 #define _PAGE_PRESENT   0x001   /* S: PTE contains a translation */
245 #define _PAGE_USER      0x002   /* S: User page (maps to UR) */
246 #define _PAGE_FILE      0x002   /* S: when !present: nonlinear file mapping */
247 #define _PAGE_ACCESSED  0x004   /* S: Page referenced */
248 #define _PAGE_HWWRITE   0x008   /* H: Dirty & RW, set in exception */
249 #define _PAGE_RW        0x010   /* S: Write permission */
250 #define _PAGE_HWEXEC    0x020   /* H: UX permission */
251
252 #define _PAGE_ENDIAN    0x040   /* H: E bit */
253 #define _PAGE_GUARDED   0x080   /* H: G bit */
254 #define _PAGE_COHERENT  0x100   /* H: M bit */
255 #define _PAGE_NO_CACHE  0x200   /* H: I bit */
256 #define _PAGE_WRITETHRU 0x400   /* H: W bit */
257 #define _PAGE_DIRTY     0x800   /* S: Page dirty */
258
259 #define _PMD_PRESENT    0
260 #define _PMD_PRESENT_MASK (PAGE_MASK)
261 #define _PMD_BAD        (~PAGE_MASK)
262
263 #define NUM_TLBCAMS     (16)
264
265 #elif defined(CONFIG_8xx)
266 /* Definitions for 8xx embedded chips. */
267 #define _PAGE_PRESENT   0x0001  /* Page is valid */
268 #define _PAGE_FILE      0x0002  /* when !present: nonlinear file mapping */
269 #define _PAGE_NO_CACHE  0x0002  /* I: cache inhibit */
270 #define _PAGE_SHARED    0x0004  /* No ASID (context) compare */
271
272 /* These five software bits must be masked out when the entry is loaded
273  * into the TLB.
274  */
275 #define _PAGE_EXEC      0x0008  /* software: i-cache coherency required */
276 #define _PAGE_GUARDED   0x0010  /* software: guarded access */
277 #define _PAGE_DIRTY     0x0020  /* software: page changed */
278 #define _PAGE_RW        0x0040  /* software: user write access allowed */
279 #define _PAGE_ACCESSED  0x0080  /* software: page referenced */
280
281 /* Setting any bits in the nibble with the follow two controls will
282  * require a TLB exception handler change.  It is assumed unused bits
283  * are always zero.
284  */
285 #define _PAGE_HWWRITE   0x0100  /* h/w write enable: never set in Linux PTE */
286 #define _PAGE_USER      0x0800  /* One of the PP bits, the other is USER&~RW */
287
288 #define _PMD_PRESENT    0x0001
289 #define _PMD_BAD        0x0ff0
290 #define _PMD_PAGE_MASK  0x000c
291 #define _PMD_PAGE_8M    0x000c
292
293 /*
294  * The 8xx TLB miss handler allegedly sets _PAGE_ACCESSED in the PTE
295  * for an address even if _PAGE_PRESENT is not set, as a performance
296  * optimization.  This is a bug if you ever want to use swap unless
297  * _PAGE_ACCESSED is 2, which it isn't, or unless you have 8xx-specific
298  * definitions for __swp_entry etc. below, which would be gross.
299  *  -- paulus
300  */
301 #define _PTE_NONE_MASK _PAGE_ACCESSED
302
303 #else /* CONFIG_6xx */
304 /* Definitions for 60x, 740/750, etc. */
305 #define _PAGE_PRESENT   0x001   /* software: pte contains a translation */
306 #define _PAGE_HASHPTE   0x002   /* hash_page has made an HPTE for this pte */
307 #define _PAGE_FILE      0x004   /* when !present: nonlinear file mapping */
308 #define _PAGE_USER      0x004   /* usermode access allowed */
309 #define _PAGE_GUARDED   0x008   /* G: prohibit speculative access */
310 #define _PAGE_COHERENT  0x010   /* M: enforce memory coherence (SMP systems) */
311 #define _PAGE_NO_CACHE  0x020   /* I: cache inhibit */
312 #define _PAGE_WRITETHRU 0x040   /* W: cache write-through */
313 #define _PAGE_DIRTY     0x080   /* C: page changed */
314 #define _PAGE_ACCESSED  0x100   /* R: page referenced */
315 #define _PAGE_EXEC      0x200   /* software: i-cache coherency required */
316 #define _PAGE_RW        0x400   /* software: user write access allowed */
317
318 #define _PTE_NONE_MASK  _PAGE_HASHPTE
319
320 #define _PMD_PRESENT    0
321 #define _PMD_PRESENT_MASK (PAGE_MASK)
322 #define _PMD_BAD        (~PAGE_MASK)
323 #endif
324
325 /*
326  * Some bits are only used on some cpu families...
327  */
328 #ifndef _PAGE_HASHPTE
329 #define _PAGE_HASHPTE   0
330 #endif
331 #ifndef _PTE_NONE_MASK
332 #define _PTE_NONE_MASK 0
333 #endif
334 #ifndef _PAGE_SHARED
335 #define _PAGE_SHARED    0
336 #endif
337 #ifndef _PAGE_HWWRITE
338 #define _PAGE_HWWRITE   0
339 #endif
340 #ifndef _PAGE_HWEXEC
341 #define _PAGE_HWEXEC    0
342 #endif
343 #ifndef _PAGE_EXEC
344 #define _PAGE_EXEC      0
345 #endif
346 #ifndef _PMD_PRESENT_MASK
347 #define _PMD_PRESENT_MASK       _PMD_PRESENT
348 #endif
349 #ifndef _PMD_SIZE
350 #define _PMD_SIZE       0
351 #define PMD_PAGE_SIZE(pmd)      bad_call_to_PMD_PAGE_SIZE()
352 #endif
353
354 #define _PAGE_CHG_MASK  (PAGE_MASK | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
355
356 /*
357  * Note: the _PAGE_COHERENT bit automatically gets set in the hardware
358  * PTE if CONFIG_SMP is defined (hash_page does this); there is no need
359  * to have it in the Linux PTE, and in fact the bit could be reused for
360  * another purpose.  -- paulus.
361  */
362
363 #ifdef CONFIG_44x
364 #define _PAGE_BASE      (_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_GUARDED)
365 #else
366 #define _PAGE_BASE      (_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED)
367 #endif
368 #define _PAGE_WRENABLE  (_PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE)
369 #define _PAGE_KERNEL    (_PAGE_BASE | _PAGE_SHARED | _PAGE_WRENABLE)
370
371 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
372 /* On standard PPC MMU, no user access implies kernel read/write access,
373  * so to write-protect kernel memory we must turn on user access */
374 #define _PAGE_KERNEL_RO (_PAGE_BASE | _PAGE_SHARED | _PAGE_USER)
375 #else
376 #define _PAGE_KERNEL_RO (_PAGE_BASE | _PAGE_SHARED)
377 #endif
378
379 #define _PAGE_IO        (_PAGE_KERNEL | _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED)
380 #define _PAGE_RAM       (_PAGE_KERNEL | _PAGE_HWEXEC)
381
382 #if defined(CONFIG_KGDB) || defined(CONFIG_XMON) || defined(CONFIG_BDI_SWITCH)
383 /* We want the debuggers to be able to set breakpoints anywhere, so
384  * don't write protect the kernel text */
385 #define _PAGE_RAM_TEXT  _PAGE_RAM
386 #else
387 #define _PAGE_RAM_TEXT  (_PAGE_KERNEL_RO | _PAGE_HWEXEC)
388 #endif
389
390 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_BASE)
391 #define PAGE_READONLY   __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER)
392 #define PAGE_READONLY_X __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER | _PAGE_EXEC)
393 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER | _PAGE_RW)
394 #define PAGE_SHARED_X   __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER | _PAGE_RW | _PAGE_EXEC)
395 #define PAGE_COPY       __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER)
396 #define PAGE_COPY_X     __pgprot(_PAGE_BASE | _PAGE_USER | _PAGE_EXEC)
397
398 #define PAGE_KERNEL             __pgprot(_PAGE_RAM)
399 #define PAGE_KERNEL_NOCACHE     __pgprot(_PAGE_IO)
400
401 /*
402  * The PowerPC can only do execute protection on a segment (256MB) basis,
403  * not on a page basis.  So we consider execute permission the same as read.
404  * Also, write permissions imply read permissions.
405  * This is the closest we can get..
406  */
407 #define __P000  PAGE_NONE
408 #define __P001  PAGE_READONLY_X
409 #define __P010  PAGE_COPY
410 #define __P011  PAGE_COPY_X
411 #define __P100  PAGE_READONLY
412 #define __P101  PAGE_READONLY_X
413 #define __P110  PAGE_COPY
414 #define __P111  PAGE_COPY_X
415
416 #define __S000  PAGE_NONE
417 #define __S001  PAGE_READONLY_X
418 #define __S010  PAGE_SHARED
419 #define __S011  PAGE_SHARED_X
420 #define __S100  PAGE_READONLY
421 #define __S101  PAGE_READONLY_X
422 #define __S110  PAGE_SHARED
423 #define __S111  PAGE_SHARED_X
424
425 #ifndef __ASSEMBLY__
426 /* Make sure we get a link error if PMD_PAGE_SIZE is ever called on a
427  * kernel without large page PMD support */
428 extern unsigned long bad_call_to_PMD_PAGE_SIZE(void);
429
430 /*
431  * Conversions between PTE values and page frame numbers.
432  */
433
434 /* in some case we want to additionaly adjust where the pfn is in the pte to
435  * allow room for more flags */
436 #define PFN_SHIFT_OFFSET        (PAGE_SHIFT)
437
438 #define pte_pfn(x)              (pte_val(x) >> PFN_SHIFT_OFFSET)
439 #define pte_page(x)             pfn_to_page(pte_pfn(x))
440
441 #define pfn_pte(pfn, prot)      __pte(((pte_basic_t)(pfn) << PFN_SHIFT_OFFSET) |\
442                                         pgprot_val(prot))
443 #define mk_pte(page, prot)      pfn_pte(page_to_pfn(page), prot)
444
445 /*
446  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
447  * for zero-mapped memory areas etc..
448  */
449 extern unsigned long empty_zero_page[1024];
450 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
451
452 #endif /* __ASSEMBLY__ */
453
454 #define pte_none(pte)           ((pte_val(pte) & ~_PTE_NONE_MASK) == 0)
455 #define pte_present(pte)        (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT)
456 #define pte_clear(mm,addr,ptep) do { set_pte_at((mm), (addr), (ptep), __pte(0)); } while (0)
457
458 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
459 #define pmd_bad(pmd)            (pmd_val(pmd) & _PMD_BAD)
460 #define pmd_present(pmd)        (pmd_val(pmd) & _PMD_PRESENT_MASK)
461 #define pmd_clear(pmdp)         do { pmd_val(*(pmdp)) = 0; } while (0)
462
463 #ifndef __ASSEMBLY__
464 /*
465  * The "pgd_xxx()" functions here are trivial for a folded two-level
466  * setup: the pgd is never bad, and a pmd always exists (as it's folded
467  * into the pgd entry)
468  */
469 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)           { return 0; }
470 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)            { return 0; }
471 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)        { return 1; }
472 #define pgd_clear(xp)                           do { } while (0)
473
474 #define pgd_page(pgd) \
475         ((unsigned long) __va(pgd_val(pgd) & PAGE_MASK))
476
477 /*
478  * The following only work if pte_present() is true.
479  * Undefined behaviour if not..
480  */
481 static inline int pte_read(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_USER; }
482 static inline int pte_write(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_RW; }
483 static inline int pte_exec(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_EXEC; }
484 static inline int pte_dirty(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY; }
485 static inline int pte_young(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED; }
486 static inline int pte_file(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_FILE; }
487
488 static inline void pte_uncache(pte_t pte)       { pte_val(pte) |= _PAGE_NO_CACHE; }
489 static inline void pte_cache(pte_t pte)         { pte_val(pte) &= ~_PAGE_NO_CACHE; }
490
491 static inline pte_t pte_rdprotect(pte_t pte) {
492         pte_val(pte) &= ~_PAGE_USER; return pte; }
493 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte) {
494         pte_val(pte) &= ~(_PAGE_RW | _PAGE_HWWRITE); return pte; }
495 static inline pte_t pte_exprotect(pte_t pte) {
496         pte_val(pte) &= ~_PAGE_EXEC; return pte; }
497 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte) {
498         pte_val(pte) &= ~(_PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE); return pte; }
499 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte) {
500         pte_val(pte) &= ~_PAGE_ACCESSED; return pte; }
501
502 static inline pte_t pte_mkread(pte_t pte) {
503         pte_val(pte) |= _PAGE_USER; return pte; }
504 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte) {
505         pte_val(pte) |= _PAGE_USER | _PAGE_EXEC; return pte; }
506 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte) {
507         pte_val(pte) |= _PAGE_RW; return pte; }
508 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte) {
509         pte_val(pte) |= _PAGE_DIRTY; return pte; }
510 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte) {
511         pte_val(pte) |= _PAGE_ACCESSED; return pte; }
512
513 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
514 {
515         pte_val(pte) = (pte_val(pte) & _PAGE_CHG_MASK) | pgprot_val(newprot);
516         return pte;
517 }
518
519 /*
520  * When flushing the tlb entry for a page, we also need to flush the hash
521  * table entry.  flush_hash_pages is assembler (for speed) in hashtable.S.
522  */
523 extern int flush_hash_pages(unsigned context, unsigned long va,
524                             unsigned long pmdval, int count);
525
526 /* Add an HPTE to the hash table */
527 extern void add_hash_page(unsigned context, unsigned long va,
528                           unsigned long pmdval);
529
530 /*
531  * Atomic PTE updates.
532  *
533  * pte_update clears and sets bit atomically, and returns
534  * the old pte value.  In the 64-bit PTE case we lock around the
535  * low PTE word since we expect ALL flag bits to be there
536  */
537 #ifndef CONFIG_PTE_64BIT
538 static inline unsigned long pte_update(pte_t *p, unsigned long clr,
539                                        unsigned long set)
540 {
541         unsigned long old, tmp;
542
543         __asm__ __volatile__("\
544 1:      lwarx   %0,0,%3\n\
545         andc    %1,%0,%4\n\
546         or      %1,%1,%5\n"
547         PPC405_ERR77(0,%3)
548 "       stwcx.  %1,0,%3\n\
549         bne-    1b"
550         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*p)
551         : "r" (p), "r" (clr), "r" (set), "m" (*p)
552         : "cc" );
553         return old;
554 }
555 #else
556 static inline unsigned long long pte_update(pte_t *p, unsigned long clr,
557                                        unsigned long set)
558 {
559         unsigned long long old;
560         unsigned long tmp;
561
562         __asm__ __volatile__("\
563 1:      lwarx   %L0,0,%4\n\
564         lwzx    %0,0,%3\n\
565         andc    %1,%L0,%5\n\
566         or      %1,%1,%6\n"
567         PPC405_ERR77(0,%3)
568 "       stwcx.  %1,0,%4\n\
569         bne-    1b"
570         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*p)
571         : "r" (p), "r" ((unsigned long)(p) + 4), "r" (clr), "r" (set), "m" (*p)
572         : "cc" );
573         return old;
574 }
575 #endif
576
577 /*
578  * set_pte stores a linux PTE into the linux page table.
579  * On machines which use an MMU hash table we avoid changing the
580  * _PAGE_HASHPTE bit.
581  */
582 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
583                               pte_t *ptep, pte_t pte)
584 {
585 #if _PAGE_HASHPTE != 0
586         pte_update(ptep, ~_PAGE_HASHPTE, pte_val(pte) & ~_PAGE_HASHPTE);
587 #else
588         *ptep = pte;
589 #endif
590 }
591
592 /*
593  * 2.6 calles this without flushing the TLB entry, this is wrong
594  * for our hash-based implementation, we fix that up here
595  */
596 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
597 static inline int __ptep_test_and_clear_young(unsigned int context, unsigned long addr, pte_t *ptep)
598 {
599         unsigned long old;
600         old = pte_update(ptep, _PAGE_ACCESSED, 0);
601 #if _PAGE_HASHPTE != 0
602         if (old & _PAGE_HASHPTE) {
603                 unsigned long ptephys = __pa(ptep) & PAGE_MASK;
604                 flush_hash_pages(context, addr, ptephys, 1);
605         }
606 #endif
607         return (old & _PAGE_ACCESSED) != 0;
608 }
609 #define ptep_test_and_clear_young(__vma, __addr, __ptep) \
610         __ptep_test_and_clear_young((__vma)->vm_mm->context, __addr, __ptep)
611
612 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_DIRTY
613 static inline int ptep_test_and_clear_dirty(struct vm_area_struct *vma,
614                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
615 {
616         return (pte_update(ptep, (_PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE), 0) & _PAGE_DIRTY) != 0;
617 }
618
619 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
620 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
621                                        pte_t *ptep)
622 {
623         return __pte(pte_update(ptep, ~_PAGE_HASHPTE, 0));
624 }
625
626 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
627 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
628                                       pte_t *ptep)
629 {
630         pte_update(ptep, (_PAGE_RW | _PAGE_HWWRITE), 0);
631 }
632
633 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
634 static inline void __ptep_set_access_flags(pte_t *ptep, pte_t entry, int dirty)
635 {
636         unsigned long bits = pte_val(entry) &
637                 (_PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_RW);
638         pte_update(ptep, 0, bits);
639 }
640
641 #define  ptep_set_access_flags(__vma, __address, __ptep, __entry, __dirty) \
642         do {                                                               \
643                 __ptep_set_access_flags(__ptep, __entry, __dirty);         \
644                 flush_tlb_page_nohash(__vma, __address);                   \
645         } while(0)
646
647 /*
648  * Macro to mark a page protection value as "uncacheable".
649  */
650 #define pgprot_noncached(prot)  (__pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED))
651
652 struct file;
653 extern pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long addr,
654                                      unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
655 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
656
657 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
658 #define pte_same(A,B)   (((pte_val(A) ^ pte_val(B)) & ~_PAGE_HASHPTE) == 0)
659
660 /*
661  * Note that on Book E processors, the pmd contains the kernel virtual
662  * (lowmem) address of the pte page.  The physical address is less useful
663  * because everything runs with translation enabled (even the TLB miss
664  * handler).  On everything else the pmd contains the physical address
665  * of the pte page.  -- paulus
666  */
667 #ifndef CONFIG_BOOKE
668 #define pmd_page_kernel(pmd)    \
669         ((unsigned long) __va(pmd_val(pmd) & PAGE_MASK))
670 #define pmd_page(pmd)           \
671         (mem_map + (pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT))
672 #else
673 #define pmd_page_kernel(pmd)    \
674         ((unsigned long) (pmd_val(pmd) & PAGE_MASK))
675 #define pmd_page(pmd)           \
676         (mem_map + (__pa(pmd_val(pmd)) >> PAGE_SHIFT))
677 #endif
678
679 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
680 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
681
682 /* to find an entry in a page-table-directory */
683 #define pgd_index(address)       ((address) >> PGDIR_SHIFT)
684 #define pgd_offset(mm, address)  ((mm)->pgd + pgd_index(address))
685
686 /* Find an entry in the second-level page table.. */
687 static inline pmd_t * pmd_offset(pgd_t * dir, unsigned long address)
688 {
689         return (pmd_t *) dir;
690 }
691
692 /* Find an entry in the third-level page table.. */
693 #define pte_index(address)              \
694         (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1))
695 #define pte_offset_kernel(dir, addr)    \
696         ((pte_t *) pmd_page_kernel(*(dir)) + pte_index(addr))
697 #define pte_offset_map(dir, addr)               \
698         ((pte_t *) kmap_atomic(pmd_page(*(dir)), KM_PTE0) + pte_index(addr))
699 #define pte_offset_map_nested(dir, addr)        \
700         ((pte_t *) kmap_atomic(pmd_page(*(dir)), KM_PTE1) + pte_index(addr))
701
702 #define pte_unmap(pte)          kunmap_atomic(pte, KM_PTE0)
703 #define pte_unmap_nested(pte)   kunmap_atomic(pte, KM_PTE1)
704
705 extern pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
706
707 extern void paging_init(void);
708
709 /*
710  * Encode and decode a swap entry.
711  * Note that the bits we use in a PTE for representing a swap entry
712  * must not include the _PAGE_PRESENT bit, the _PAGE_FILE bit, or the
713  *_PAGE_HASHPTE bit (if used).  -- paulus
714  */
715 #define __swp_type(entry)               ((entry).val & 0x1f)
716 #define __swp_offset(entry)             ((entry).val >> 5)
717 #define __swp_entry(type, offset)       ((swp_entry_t) { (type) | ((offset) << 5) })
718 #define __pte_to_swp_entry(pte)         ((swp_entry_t) { pte_val(pte) >> 3 })
719 #define __swp_entry_to_pte(x)           ((pte_t) { (x).val << 3 })
720
721 /* Encode and decode a nonlinear file mapping entry */
722 #define PTE_FILE_MAX_BITS       29
723 #define pte_to_pgoff(pte)       (pte_val(pte) >> 3)
724 #define pgoff_to_pte(off)       ((pte_t) { ((off) << 3) | _PAGE_FILE })
725
726 /* CONFIG_APUS */
727 /* For virtual address to physical address conversion */
728 extern void cache_clear(__u32 addr, int length);
729 extern void cache_push(__u32 addr, int length);
730 extern int mm_end_of_chunk (unsigned long addr, int len);
731 extern unsigned long iopa(unsigned long addr);
732 extern unsigned long mm_ptov(unsigned long addr) __attribute_const__;
733
734 /* Values for nocacheflag and cmode */
735 /* These are not used by the APUS kernel_map, but prevents
736    compilation errors. */
737 #define KERNELMAP_FULL_CACHING          0
738 #define KERNELMAP_NOCACHE_SER           1
739 #define KERNELMAP_NOCACHE_NONSER        2
740 #define KERNELMAP_NO_COPYBACK           3
741
742 /*
743  * Map some physical address range into the kernel address space.
744  */
745 extern unsigned long kernel_map(unsigned long paddr, unsigned long size,
746                                 int nocacheflag, unsigned long *memavailp );
747
748 /*
749  * Set cache mode of (kernel space) address range.
750  */
751 extern void kernel_set_cachemode (unsigned long address, unsigned long size,
752                                  unsigned int cmode);
753
754 /* Needs to be defined here and not in linux/mm.h, as it is arch dependent */
755 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
756
757 #ifdef CONFIG_PHYS_64BIT
758 extern int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
759                         unsigned long paddr, unsigned long size, pgprot_t prot);
760 static inline int io_remap_page_range(struct vm_area_struct *vma,
761                                         unsigned long vaddr,
762                                         unsigned long paddr,
763                                         unsigned long size,
764                                         pgprot_t prot)
765 {
766         phys_addr_t paddr64 = fixup_bigphys_addr(paddr, size);
767         return remap_pfn_range(vma, vaddr, paddr64 >> PAGE_SHIFT, size, prot);
768 }
769
770 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
771                                         unsigned long vaddr,
772                                         unsigned long pfn,
773                                         unsigned long size,
774                                         pgprot_t prot)
775 {
776         phys_addr_t paddr64 = fixup_bigphys_addr(pfn << PAGE_SHIFT, size);
777         return remap_pfn_range(vma, vaddr, paddr64 >> PAGE_SHIFT, size, prot);
778 }
779 #else
780 #define io_remap_page_range(vma, vaddr, paddr, size, prot)              \
781                 remap_pfn_range(vma, vaddr, (paddr) >> PAGE_SHIFT, size, prot)
782 #define io_remap_pfn_range(vma, vaddr, pfn, size, prot)         \
783                 remap_pfn_range(vma, vaddr, pfn, size, prot)
784 #endif
785
786 #define MK_IOSPACE_PFN(space, pfn)      (pfn)
787 #define GET_IOSPACE(pfn)                0
788 #define GET_PFN(pfn)                    (pfn)
789
790 /*
791  * No page table caches to initialise
792  */
793 #define pgtable_cache_init()    do { } while (0)
794
795 extern int get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep);
796
797 #include <asm-generic/pgtable.h>
798
799 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
800
801 #endif /* _PPC_PGTABLE_H */
802 #endif /* __KERNEL__ */