[PATCH] x86: adjust inclusion of asm/fixmap.h
[powerpc.git] / include / asm-x86_64 / pgtable.h
1 #ifndef _X86_64_PGTABLE_H
2 #define _X86_64_PGTABLE_H
3
4 /*
5  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
6  * the x86-64 page table tree.
7  */
8 #include <asm/processor.h>
9 #include <asm/bitops.h>
10 #include <linux/threads.h>
11 #include <asm/pda.h>
12
13 extern pud_t level3_kernel_pgt[512];
14 extern pud_t level3_physmem_pgt[512];
15 extern pud_t level3_ident_pgt[512];
16 extern pmd_t level2_kernel_pgt[512];
17 extern pgd_t init_level4_pgt[];
18 extern pgd_t boot_level4_pgt[];
19 extern unsigned long __supported_pte_mask;
20
21 #define swapper_pg_dir init_level4_pgt
22
23 extern void paging_init(void);
24 extern void clear_kernel_mapping(unsigned long addr, unsigned long size);
25
26 /*
27  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
28  * for zero-mapped memory areas etc..
29  */
30 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE/sizeof(unsigned long)];
31 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
32
33 /*
34  * PGDIR_SHIFT determines what a top-level page table entry can map
35  */
36 #define PGDIR_SHIFT     39
37 #define PTRS_PER_PGD    512
38
39 /*
40  * 3rd level page
41  */
42 #define PUD_SHIFT       30
43 #define PTRS_PER_PUD    512
44
45 /*
46  * PMD_SHIFT determines the size of the area a middle-level
47  * page table can map
48  */
49 #define PMD_SHIFT       21
50 #define PTRS_PER_PMD    512
51
52 /*
53  * entries per page directory level
54  */
55 #define PTRS_PER_PTE    512
56
57 #define pte_ERROR(e) \
58         printk("%s:%d: bad pte %p(%016lx).\n", __FILE__, __LINE__, &(e), pte_val(e))
59 #define pmd_ERROR(e) \
60         printk("%s:%d: bad pmd %p(%016lx).\n", __FILE__, __LINE__, &(e), pmd_val(e))
61 #define pud_ERROR(e) \
62         printk("%s:%d: bad pud %p(%016lx).\n", __FILE__, __LINE__, &(e), pud_val(e))
63 #define pgd_ERROR(e) \
64         printk("%s:%d: bad pgd %p(%016lx).\n", __FILE__, __LINE__, &(e), pgd_val(e))
65
66 #define pgd_none(x)     (!pgd_val(x))
67 #define pud_none(x)     (!pud_val(x))
68
69 static inline void set_pte(pte_t *dst, pte_t val)
70 {
71         pte_val(*dst) = pte_val(val);
72
73 #define set_pte_at(mm,addr,ptep,pteval) set_pte(ptep,pteval)
74
75 static inline void set_pmd(pmd_t *dst, pmd_t val)
76 {
77         pmd_val(*dst) = pmd_val(val); 
78
79
80 static inline void set_pud(pud_t *dst, pud_t val)
81 {
82         pud_val(*dst) = pud_val(val);
83 }
84
85 static inline void pud_clear (pud_t *pud)
86 {
87         set_pud(pud, __pud(0));
88 }
89
90 static inline void set_pgd(pgd_t *dst, pgd_t val)
91 {
92         pgd_val(*dst) = pgd_val(val); 
93
94
95 static inline void pgd_clear (pgd_t * pgd)
96 {
97         set_pgd(pgd, __pgd(0));
98 }
99
100 #define ptep_get_and_clear(mm,addr,xp)  __pte(xchg(&(xp)->pte, 0))
101
102 struct mm_struct;
103
104 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, int full)
105 {
106         pte_t pte;
107         if (full) {
108                 pte = *ptep;
109                 *ptep = __pte(0);
110         } else {
111                 pte = ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
112         }
113         return pte;
114 }
115
116 #define pte_same(a, b)          ((a).pte == (b).pte)
117
118 #define pte_pgprot(a)   (__pgprot((a).pte & ~PHYSICAL_PAGE_MASK))
119
120 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
121 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
122 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
123 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
124 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
125 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
126
127 #define USER_PTRS_PER_PGD       ((TASK_SIZE-1)/PGDIR_SIZE+1)
128 #define FIRST_USER_ADDRESS      0
129
130 #ifndef __ASSEMBLY__
131 #define MAXMEM           0x3fffffffffffUL
132 #define VMALLOC_START    0xffffc20000000000UL
133 #define VMALLOC_END      0xffffe1ffffffffffUL
134 #define MODULES_VADDR    0xffffffff88000000UL
135 #define MODULES_END      0xfffffffffff00000UL
136 #define MODULES_LEN   (MODULES_END - MODULES_VADDR)
137
138 #define _PAGE_BIT_PRESENT       0
139 #define _PAGE_BIT_RW            1
140 #define _PAGE_BIT_USER          2
141 #define _PAGE_BIT_PWT           3
142 #define _PAGE_BIT_PCD           4
143 #define _PAGE_BIT_ACCESSED      5
144 #define _PAGE_BIT_DIRTY         6
145 #define _PAGE_BIT_PSE           7       /* 4 MB (or 2MB) page */
146 #define _PAGE_BIT_GLOBAL        8       /* Global TLB entry PPro+ */
147 #define _PAGE_BIT_NX           63       /* No execute: only valid after cpuid check */
148
149 #define _PAGE_PRESENT   0x001
150 #define _PAGE_RW        0x002
151 #define _PAGE_USER      0x004
152 #define _PAGE_PWT       0x008
153 #define _PAGE_PCD       0x010
154 #define _PAGE_ACCESSED  0x020
155 #define _PAGE_DIRTY     0x040
156 #define _PAGE_PSE       0x080   /* 2MB page */
157 #define _PAGE_FILE      0x040   /* nonlinear file mapping, saved PTE; unset:swap */
158 #define _PAGE_GLOBAL    0x100   /* Global TLB entry */
159
160 #define _PAGE_PROTNONE  0x080   /* If not present */
161 #define _PAGE_NX        (1UL<<_PAGE_BIT_NX)
162
163 #define _PAGE_TABLE     (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
164 #define _KERNPG_TABLE   (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
165
166 #define _PAGE_CHG_MASK  (PTE_MASK | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
167
168 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PROTNONE | _PAGE_ACCESSED)
169 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
170 #define PAGE_SHARED_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
171 #define PAGE_COPY_NOEXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
172 #define PAGE_COPY PAGE_COPY_NOEXEC
173 #define PAGE_COPY_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
174 #define PAGE_READONLY   __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
175 #define PAGE_READONLY_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
176 #define __PAGE_KERNEL \
177         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
178 #define __PAGE_KERNEL_EXEC \
179         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED)
180 #define __PAGE_KERNEL_NOCACHE \
181         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY | _PAGE_PCD | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
182 #define __PAGE_KERNEL_RO \
183         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_NX)
184 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL \
185         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED)
186 #define __PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE \
187         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_PCD)
188 #define __PAGE_KERNEL_LARGE \
189         (__PAGE_KERNEL | _PAGE_PSE)
190 #define __PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC \
191         (__PAGE_KERNEL_EXEC | _PAGE_PSE)
192
193 #define MAKE_GLOBAL(x) __pgprot((x) | _PAGE_GLOBAL)
194
195 #define PAGE_KERNEL MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL)
196 #define PAGE_KERNEL_EXEC MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_EXEC)
197 #define PAGE_KERNEL_RO MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_RO)
198 #define PAGE_KERNEL_NOCACHE MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_NOCACHE)
199 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL32 __pgprot(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL)
200 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL)
201 #define PAGE_KERNEL_LARGE MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_LARGE)
202 #define PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE MAKE_GLOBAL(__PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE)
203
204 /*         xwr */
205 #define __P000  PAGE_NONE
206 #define __P001  PAGE_READONLY
207 #define __P010  PAGE_COPY
208 #define __P011  PAGE_COPY
209 #define __P100  PAGE_READONLY_EXEC
210 #define __P101  PAGE_READONLY_EXEC
211 #define __P110  PAGE_COPY_EXEC
212 #define __P111  PAGE_COPY_EXEC
213
214 #define __S000  PAGE_NONE
215 #define __S001  PAGE_READONLY
216 #define __S010  PAGE_SHARED
217 #define __S011  PAGE_SHARED
218 #define __S100  PAGE_READONLY_EXEC
219 #define __S101  PAGE_READONLY_EXEC
220 #define __S110  PAGE_SHARED_EXEC
221 #define __S111  PAGE_SHARED_EXEC
222
223 static inline unsigned long pgd_bad(pgd_t pgd)
224 {
225         return pgd_val(pgd) & ~(PTE_MASK | _KERNPG_TABLE | _PAGE_USER);
226 }
227
228 static inline unsigned long pud_bad(pud_t pud)
229 {
230         return pud_val(pud) & ~(PTE_MASK | _KERNPG_TABLE | _PAGE_USER);
231 }
232
233 static inline unsigned long pmd_bad(pmd_t pmd)
234 {
235         return pmd_val(pmd) & ~(PTE_MASK | _KERNPG_TABLE | _PAGE_USER);
236 }
237
238 #define pte_none(x)     (!pte_val(x))
239 #define pte_present(x)  (pte_val(x) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROTNONE))
240 #define pte_clear(mm,addr,xp)   do { set_pte_at(mm, addr, xp, __pte(0)); } while (0)
241
242 #define pages_to_mb(x) ((x) >> (20-PAGE_SHIFT)) /* FIXME: is this
243                                                    right? */
244 #define pte_page(x)     pfn_to_page(pte_pfn(x))
245 #define pte_pfn(x)  ((pte_val(x) & __PHYSICAL_MASK) >> PAGE_SHIFT)
246
247 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
248 {
249         pte_t pte;
250         pte_val(pte) = (page_nr << PAGE_SHIFT);
251         pte_val(pte) |= pgprot_val(pgprot);
252         pte_val(pte) &= __supported_pte_mask;
253         return pte;
254 }
255
256 /*
257  * The following only work if pte_present() is true.
258  * Undefined behaviour if not..
259  */
260 #define __LARGE_PTE (_PAGE_PSE|_PAGE_PRESENT)
261 static inline int pte_user(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_USER; }
262 static inline int pte_read(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_USER; }
263 static inline int pte_exec(pte_t pte)           { return !(pte_val(pte) & _PAGE_NX); }
264 static inline int pte_dirty(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY; }
265 static inline int pte_young(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED; }
266 static inline int pte_write(pte_t pte)          { return pte_val(pte) & _PAGE_RW; }
267 static inline int pte_file(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_FILE; }
268 static inline int pte_huge(pte_t pte)           { return pte_val(pte) & _PAGE_PSE; }
269
270 static inline pte_t pte_rdprotect(pte_t pte)    { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_USER)); return pte; }
271 static inline pte_t pte_exprotect(pte_t pte)    { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_USER)); return pte; }
272 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_DIRTY)); return pte; }
273 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)        { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_ACCESSED)); return pte; }
274 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)    { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_RW)); return pte; }
275 static inline pte_t pte_mkread(pte_t pte)       { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) | _PAGE_USER)); return pte; }
276 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)       { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_NX)); return pte; }
277 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY)); return pte; }
278 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED)); return pte; }
279 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) | _PAGE_RW)); return pte; }
280 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)       { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) | _PAGE_PSE)); return pte; }
281 static inline pte_t pte_clrhuge(pte_t pte)      { set_pte(&pte, __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_PSE)); return pte; }
282
283 struct vm_area_struct;
284
285 static inline int ptep_test_and_clear_dirty(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep)
286 {
287         if (!pte_dirty(*ptep))
288                 return 0;
289         return test_and_clear_bit(_PAGE_BIT_DIRTY, &ptep->pte);
290 }
291
292 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep)
293 {
294         if (!pte_young(*ptep))
295                 return 0;
296         return test_and_clear_bit(_PAGE_BIT_ACCESSED, &ptep->pte);
297 }
298
299 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
300 {
301         clear_bit(_PAGE_BIT_RW, &ptep->pte);
302 }
303
304 /*
305  * Macro to mark a page protection value as "uncacheable".
306  */
307 #define pgprot_noncached(prot)  (__pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT))
308
309 static inline int pmd_large(pmd_t pte) { 
310         return (pmd_val(pte) & __LARGE_PTE) == __LARGE_PTE; 
311 }       
312
313
314 /*
315  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
316  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
317  */
318
319 /*
320  * Level 4 access.
321  */
322 #define pgd_page_vaddr(pgd) ((unsigned long) __va((unsigned long)pgd_val(pgd) & PTE_MASK))
323 #define pgd_page(pgd)           (pfn_to_page(pgd_val(pgd) >> PAGE_SHIFT))
324 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
325 #define pgd_offset(mm, addr) ((mm)->pgd + pgd_index(addr))
326 #define pgd_offset_k(address) (init_level4_pgt + pgd_index(address))
327 #define pgd_present(pgd) (pgd_val(pgd) & _PAGE_PRESENT)
328 #define mk_kernel_pgd(address) ((pgd_t){ (address) | _KERNPG_TABLE })
329
330 /* PUD - Level3 access */
331 /* to find an entry in a page-table-directory. */
332 #define pud_page_vaddr(pud) ((unsigned long) __va(pud_val(pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK))
333 #define pud_page(pud)           (pfn_to_page(pud_val(pud) >> PAGE_SHIFT))
334 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
335 #define pud_offset(pgd, address) ((pud_t *) pgd_page_vaddr(*(pgd)) + pud_index(address))
336 #define pud_present(pud) (pud_val(pud) & _PAGE_PRESENT)
337
338 /* PMD  - Level 2 access */
339 #define pmd_page_vaddr(pmd) ((unsigned long) __va(pmd_val(pmd) & PTE_MASK))
340 #define pmd_page(pmd)           (pfn_to_page(pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT))
341
342 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
343 #define pmd_offset(dir, address) ((pmd_t *) pud_page_vaddr(*(dir)) + \
344                         pmd_index(address))
345 #define pmd_none(x)     (!pmd_val(x))
346 #define pmd_present(x)  (pmd_val(x) & _PAGE_PRESENT)
347 #define pmd_clear(xp)   do { set_pmd(xp, __pmd(0)); } while (0)
348 #define pfn_pmd(nr,prot) (__pmd(((nr) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot)))
349 #define pmd_pfn(x)  ((pmd_val(x) & __PHYSICAL_MASK) >> PAGE_SHIFT)
350
351 #define pte_to_pgoff(pte) ((pte_val(pte) & PHYSICAL_PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT)
352 #define pgoff_to_pte(off) ((pte_t) { ((off) << PAGE_SHIFT) | _PAGE_FILE })
353 #define PTE_FILE_MAX_BITS __PHYSICAL_MASK_SHIFT
354
355 /* PTE - Level 1 access. */
356
357 /* page, protection -> pte */
358 #define mk_pte(page, pgprot)    pfn_pte(page_to_pfn(page), (pgprot))
359 #define mk_pte_huge(entry) (pte_val(entry) |= _PAGE_PRESENT | _PAGE_PSE)
360  
361 /* Change flags of a PTE */
362 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
363
364         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
365         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
366         pte_val(pte) &= __supported_pte_mask;
367        return pte; 
368 }
369
370 #define pte_index(address) \
371                 (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1))
372 #define pte_offset_kernel(dir, address) ((pte_t *) pmd_page_vaddr(*(dir)) + \
373                         pte_index(address))
374
375 /* x86-64 always has all page tables mapped. */
376 #define pte_offset_map(dir,address) pte_offset_kernel(dir,address)
377 #define pte_offset_map_nested(dir,address) pte_offset_kernel(dir,address)
378 #define pte_unmap(pte) /* NOP */
379 #define pte_unmap_nested(pte) /* NOP */ 
380
381 #define update_mmu_cache(vma,address,pte) do { } while (0)
382
383 /* We only update the dirty/accessed state if we set
384  * the dirty bit by hand in the kernel, since the hardware
385  * will do the accessed bit for us, and we don't want to
386  * race with other CPU's that might be updating the dirty
387  * bit at the same time. */
388 #define  __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
389 #define ptep_set_access_flags(__vma, __address, __ptep, __entry, __dirty) \
390         do {                                                              \
391                 if (__dirty) {                                            \
392                         set_pte(__ptep, __entry);                         \
393                         flush_tlb_page(__vma, __address);                 \
394                 }                                                         \
395         } while (0)
396
397 /* Encode and de-code a swap entry */
398 #define __swp_type(x)                   (((x).val >> 1) & 0x3f)
399 #define __swp_offset(x)                 ((x).val >> 8)
400 #define __swp_entry(type, offset)       ((swp_entry_t) { ((type) << 1) | ((offset) << 8) })
401 #define __pte_to_swp_entry(pte)         ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
402 #define __swp_entry_to_pte(x)           ((pte_t) { (x).val })
403
404 extern spinlock_t pgd_lock;
405 extern struct page *pgd_list;
406 void vmalloc_sync_all(void);
407
408 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
409
410 extern int kern_addr_valid(unsigned long addr); 
411
412 #define io_remap_pfn_range(vma, vaddr, pfn, size, prot)         \
413                 remap_pfn_range(vma, vaddr, pfn, size, prot)
414
415 #define MK_IOSPACE_PFN(space, pfn)      (pfn)
416 #define GET_IOSPACE(pfn)                0
417 #define GET_PFN(pfn)                    (pfn)
418
419 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
420
421 #define pgtable_cache_init()   do { } while (0)
422 #define check_pgt_cache()      do { } while (0)
423
424 #define PAGE_AGP    PAGE_KERNEL_NOCACHE
425 #define HAVE_PAGE_AGP 1
426
427 /* fs/proc/kcore.c */
428 #define kc_vaddr_to_offset(v) ((v) & __VIRTUAL_MASK)
429 #define kc_offset_to_vaddr(o) \
430    (((o) & (1UL << (__VIRTUAL_MASK_SHIFT-1))) ? ((o) | (~__VIRTUAL_MASK)) : (o))
431
432 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
433 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_DIRTY
434 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
435 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
436 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
437 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
438 #include <asm-generic/pgtable.h>
439
440 #endif /* _X86_64_PGTABLE_H */