arch/x86/include/asm/pgtable.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _ASM_X86_PGTABLE_H
   3 #define _ASM_X86_PGTABLE_H
   4
   5 #include <linux/mem_encrypt.h>
   6 #include <asm/page.h>
   7 #include <asm/pgtable_types.h>
   8
   9 /*
  10  * Macro to mark a page protection value as UC-
  11  */
  12 #define pgprot_noncached(prot)                                          \
  13         ((boot_cpu_data.x86 > 3)                                        \
  14          ? (__pgprot(pgprot_val(prot) |                                 \
  15                      cachemode2protval(_PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS)))     \
  16          : (prot))
  17
  18 /*
  19  * Macros to add or remove encryption attribute
  20  */
  21 #define pgprot_encrypted(prot)  __pgprot(__sme_set(pgprot_val(prot)))
  22 #define pgprot_decrypted(prot)  __pgprot(__sme_clr(pgprot_val(prot)))
  23
  24 #ifndef __ASSEMBLY__
  25 #include <asm/x86_init.h>
  26 #include <asm/fpu/xstate.h>
  27 #include <asm/fpu/api.h>
  28
  29 extern pgd_t early_top_pgt[PTRS_PER_PGD];
  30 int __init __early_make_pgtable(unsigned long address, pmdval_t pmd);
  31
  32 void ptdump_walk_pgd_level(struct seq_file *m, struct mm_struct *mm);
  33 void ptdump_walk_pgd_level_debugfs(struct seq_file *m, struct mm_struct *mm,
  34                                    bool user);
  35 void ptdump_walk_pgd_level_checkwx(void);
  36 void ptdump_walk_user_pgd_level_checkwx(void);
  37
  38 #ifdef CONFIG_DEBUG_WX
  39 #define debug_checkwx()         ptdump_walk_pgd_level_checkwx()
  40 #define debug_checkwx_user()    ptdump_walk_user_pgd_level_checkwx()
  41 #else
  42 #define debug_checkwx()         do { } while (0)
  43 #define debug_checkwx_user()    do { } while (0)
  44 #endif
  45
  46 /*
  47  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
  48  * for zero-mapped memory areas etc..
  49  */
  50 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)]
  51         __visible;
  52 #define ZERO_PAGE(vaddr) ((void)(vaddr),virt_to_page(empty_zero_page))
  53
  54 extern spinlock_t pgd_lock;
  55 extern struct list_head pgd_list;
  56
  57 extern struct mm_struct *pgd_page_get_mm(struct page *page);
  58
  59 extern pmdval_t early_pmd_flags;
  60
  61 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
  62 #include <asm/paravirt.h>
  63 #else  /* !CONFIG_PARAVIRT_XXL */
  64 #define set_pte(ptep, pte)              native_set_pte(ptep, pte)
  65 #define set_pte_at(mm, addr, ptep, pte) native_set_pte_at(mm, addr, ptep, pte)
  66
  67 #define set_pte_atomic(ptep, pte)                                       \
  68         native_set_pte_atomic(ptep, pte)
  69
  70 #define set_pmd(pmdp, pmd)              native_set_pmd(pmdp, pmd)
  71
  72 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
  73 #define set_pgd(pgdp, pgd)              native_set_pgd(pgdp, pgd)
  74 #define pgd_clear(pgd)                  (pgtable_l5_enabled() ? native_pgd_clear(pgd) : 0)
  75 #endif
  76
  77 #ifndef set_p4d
  78 # define set_p4d(p4dp, p4d)             native_set_p4d(p4dp, p4d)
  79 #endif
  80
  81 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
  82 #define p4d_clear(p4d)                  native_p4d_clear(p4d)
  83 #endif
  84
  85 #ifndef set_pud
  86 # define set_pud(pudp, pud)             native_set_pud(pudp, pud)
  87 #endif
  88
  89 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
  90 #define pud_clear(pud)                  native_pud_clear(pud)
  91 #endif
  92
  93 #define pte_clear(mm, addr, ptep)       native_pte_clear(mm, addr, ptep)
  94 #define pmd_clear(pmd)                  native_pmd_clear(pmd)
  95
  96 #define pgd_val(x)      native_pgd_val(x)
  97 #define __pgd(x)        native_make_pgd(x)
  98
  99 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
 100 #define p4d_val(x)      native_p4d_val(x)
 101 #define __p4d(x)        native_make_p4d(x)
 102 #endif
 103
 104 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 105 #define pud_val(x)      native_pud_val(x)
 106 #define __pud(x)        native_make_pud(x)
 107 #endif
 108
 109 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 110 #define pmd_val(x)      native_pmd_val(x)
 111 #define __pmd(x)        native_make_pmd(x)
 112 #endif
 113
 114 #define pte_val(x)      native_pte_val(x)
 115 #define __pte(x)        native_make_pte(x)
 116
 117 #define arch_end_context_switch(prev)   do {} while(0)
 118 #endif  /* CONFIG_PARAVIRT_XXL */
 119
 120 /*
 121  * The following only work if pte_present() is true.
 122  * Undefined behaviour if not..
 123  */
 124 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 125 {
 126         return pte_flags(pte) & _PAGE_DIRTY;
 127 }
 128
 129
 130 static inline u32 read_pkru(void)
 131 {
 132         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 133                 return rdpkru();
 134         return 0;
 135 }
 136
 137 static inline void write_pkru(u32 pkru)
 138 {
 139         struct pkru_state *pk;
 140
 141         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 142                 return;
 143
 144         pk = get_xsave_addr(&current->thread.fpu.state.xsave, XFEATURE_PKRU);
 145
 146         /*
 147          * The PKRU value in xstate needs to be in sync with the value that is
 148          * written to the CPU. The FPU restore on return to userland would
 149          * otherwise load the previous value again.
 150          */
 151         fpregs_lock();
 152         if (pk)
 153                 pk->pkru = pkru;
 154         __write_pkru(pkru);
 155         fpregs_unlock();
 156 }
 157
 158 static inline int pte_young(pte_t pte)
 159 {
 160         return pte_flags(pte) & _PAGE_ACCESSED;
 161 }
 162
 163 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 164 {
 165         return pmd_flags(pmd) & _PAGE_DIRTY;
 166 }
 167
 168 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 169 {
 170         return pmd_flags(pmd) & _PAGE_ACCESSED;
 171 }
 172
 173 static inline int pud_dirty(pud_t pud)
 174 {
 175         return pud_flags(pud) & _PAGE_DIRTY;
 176 }
 177
 178 static inline int pud_young(pud_t pud)
 179 {
 180         return pud_flags(pud) & _PAGE_ACCESSED;
 181 }
 182
 183 static inline int pte_write(pte_t pte)
 184 {
 185         return pte_flags(pte) & _PAGE_RW;
 186 }
 187
 188 static inline int pte_huge(pte_t pte)
 189 {
 190         return pte_flags(pte) & _PAGE_PSE;
 191 }
 192
 193 static inline int pte_global(pte_t pte)
 194 {
 195         return pte_flags(pte) & _PAGE_GLOBAL;
 196 }
 197
 198 static inline int pte_exec(pte_t pte)
 199 {
 200         return !(pte_flags(pte) & _PAGE_NX);
 201 }
 202
 203 static inline int pte_special(pte_t pte)
 204 {
 205         return pte_flags(pte) & _PAGE_SPECIAL;
 206 }
 207
 208 /* Entries that were set to PROT_NONE are inverted */
 209
 210 static inline u64 protnone_mask(u64 val);
 211
 212 static inline unsigned long pte_pfn(pte_t pte)
 213 {
 214         phys_addr_t pfn = pte_val(pte);
 215         pfn ^= protnone_mask(pfn);
 216         return (pfn & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
 217 }
 218
 219 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
 220 {
 221         phys_addr_t pfn = pmd_val(pmd);
 222         pfn ^= protnone_mask(pfn);
 223         return (pfn & pmd_pfn_mask(pmd)) >> PAGE_SHIFT;
 224 }
 225
 226 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
 227 {
 228         phys_addr_t pfn = pud_val(pud);
 229         pfn ^= protnone_mask(pfn);
 230         return (pfn & pud_pfn_mask(pud)) >> PAGE_SHIFT;
 231 }
 232
 233 static inline unsigned long p4d_pfn(p4d_t p4d)
 234 {
 235         return (p4d_val(p4d) & p4d_pfn_mask(p4d)) >> PAGE_SHIFT;
 236 }
 237
 238 static inline unsigned long pgd_pfn(pgd_t pgd)
 239 {
 240         return (pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
 241 }
 242
 243 #define p4d_leaf        p4d_large
 244 static inline int p4d_large(p4d_t p4d)
 245 {
 246         /* No 512 GiB pages yet */
 247         return 0;
 248 }
 249
 250 #define pte_page(pte)   pfn_to_page(pte_pfn(pte))
 251
 252 #define pmd_leaf        pmd_large
 253 static inline int pmd_large(pmd_t pte)
 254 {
 255         return pmd_flags(pte) & _PAGE_PSE;
 256 }
 257
 258 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 259 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
 260 {
 261         return (pmd_val(pmd) & (_PAGE_PSE|_PAGE_DEVMAP)) == _PAGE_PSE;
 262 }
 263
 264 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD
 265 static inline int pud_trans_huge(pud_t pud)
 266 {
 267         return (pud_val(pud) & (_PAGE_PSE|_PAGE_DEVMAP)) == _PAGE_PSE;
 268 }
 269 #endif
 270
 271 #define has_transparent_hugepage has_transparent_hugepage
 272 static inline int has_transparent_hugepage(void)
 273 {
 274         return boot_cpu_has(X86_FEATURE_PSE);
 275 }
 276
 277 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
 278 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
 279 {
 280         return !!(pmd_val(pmd) & _PAGE_DEVMAP);
 281 }
 282
 283 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD
 284 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
 285 {
 286         return !!(pud_val(pud) & _PAGE_DEVMAP);
 287 }
 288 #else
 289 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
 290 {
 291         return 0;
 292 }
 293 #endif
 294
 295 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
 296 {
 297         return 0;
 298 }
 299 #endif
 300 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 301
 302 static inline pte_t pte_set_flags(pte_t pte, pteval_t set)
 303 {
 304         pteval_t v = native_pte_val(pte);
 305
 306         return native_make_pte(v | set);
 307 }
 308
 309 static inline pte_t pte_clear_flags(pte_t pte, pteval_t clear)
 310 {
 311         pteval_t v = native_pte_val(pte);
 312
 313         return native_make_pte(v & ~clear);
 314 }
 315
 316 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 317 {
 318         return pte_clear_flags(pte, _PAGE_DIRTY);
 319 }
 320
 321 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 322 {
 323         return pte_clear_flags(pte, _PAGE_ACCESSED);
 324 }
 325
 326 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 327 {
 328         return pte_clear_flags(pte, _PAGE_RW);
 329 }
 330
 331 static inline pte_t pte_mkexec(pte_t pte)
 332 {
 333         return pte_clear_flags(pte, _PAGE_NX);
 334 }
 335
 336 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 337 {
 338         return pte_set_flags(pte, _PAGE_DIRTY | _PAGE_SOFT_DIRTY);
 339 }
 340
 341 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 342 {
 343         return pte_set_flags(pte, _PAGE_ACCESSED);
 344 }
 345
 346 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 347 {
 348         return pte_set_flags(pte, _PAGE_RW);
 349 }
 350
 351 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 352 {
 353         return pte_set_flags(pte, _PAGE_PSE);
 354 }
 355
 356 static inline pte_t pte_clrhuge(pte_t pte)
 357 {
 358         return pte_clear_flags(pte, _PAGE_PSE);
 359 }
 360
 361 static inline pte_t pte_mkglobal(pte_t pte)
 362 {
 363         return pte_set_flags(pte, _PAGE_GLOBAL);
 364 }
 365
 366 static inline pte_t pte_clrglobal(pte_t pte)
 367 {
 368         return pte_clear_flags(pte, _PAGE_GLOBAL);
 369 }
 370
 371 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 372 {
 373         return pte_set_flags(pte, _PAGE_SPECIAL);
 374 }
 375
 376 static inline pte_t pte_mkdevmap(pte_t pte)
 377 {
 378         return pte_set_flags(pte, _PAGE_SPECIAL|_PAGE_DEVMAP);
 379 }
 380
 381 static inline pmd_t pmd_set_flags(pmd_t pmd, pmdval_t set)
 382 {
 383         pmdval_t v = native_pmd_val(pmd);
 384
 385         return native_make_pmd(v | set);
 386 }
 387
 388 static inline pmd_t pmd_clear_flags(pmd_t pmd, pmdval_t clear)
 389 {
 390         pmdval_t v = native_pmd_val(pmd);
 391
 392         return native_make_pmd(v & ~clear);
 393 }
 394
 395 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
 396 {
 397         return pmd_clear_flags(pmd, _PAGE_ACCESSED);
 398 }
 399
 400 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
 401 {
 402         return pmd_clear_flags(pmd, _PAGE_DIRTY);
 403 }
 404
 405 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
 406 {
 407         return pmd_clear_flags(pmd, _PAGE_RW);
 408 }
 409
 410 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
 411 {
 412         return pmd_set_flags(pmd, _PAGE_DIRTY | _PAGE_SOFT_DIRTY);
 413 }
 414
 415 static inline pmd_t pmd_mkdevmap(pmd_t pmd)
 416 {
 417         return pmd_set_flags(pmd, _PAGE_DEVMAP);
 418 }
 419
 420 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
 421 {
 422         return pmd_set_flags(pmd, _PAGE_PSE);
 423 }
 424
 425 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
 426 {
 427         return pmd_set_flags(pmd, _PAGE_ACCESSED);
 428 }
 429
 430 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
 431 {
 432         return pmd_set_flags(pmd, _PAGE_RW);
 433 }
 434
 435 static inline pud_t pud_set_flags(pud_t pud, pudval_t set)
 436 {
 437         pudval_t v = native_pud_val(pud);
 438
 439         return native_make_pud(v | set);
 440 }
 441
 442 static inline pud_t pud_clear_flags(pud_t pud, pudval_t clear)
 443 {
 444         pudval_t v = native_pud_val(pud);
 445
 446         return native_make_pud(v & ~clear);
 447 }
 448
 449 static inline pud_t pud_mkold(pud_t pud)
 450 {
 451         return pud_clear_flags(pud, _PAGE_ACCESSED);
 452 }
 453
 454 static inline pud_t pud_mkclean(pud_t pud)
 455 {
 456         return pud_clear_flags(pud, _PAGE_DIRTY);
 457 }
 458
 459 static inline pud_t pud_wrprotect(pud_t pud)
 460 {
 461         return pud_clear_flags(pud, _PAGE_RW);
 462 }
 463
 464 static inline pud_t pud_mkdirty(pud_t pud)
 465 {
 466         return pud_set_flags(pud, _PAGE_DIRTY | _PAGE_SOFT_DIRTY);
 467 }
 468
 469 static inline pud_t pud_mkdevmap(pud_t pud)
 470 {
 471         return pud_set_flags(pud, _PAGE_DEVMAP);
 472 }
 473
 474 static inline pud_t pud_mkhuge(pud_t pud)
 475 {
 476         return pud_set_flags(pud, _PAGE_PSE);
 477 }
 478
 479 static inline pud_t pud_mkyoung(pud_t pud)
 480 {
 481         return pud_set_flags(pud, _PAGE_ACCESSED);
 482 }
 483
 484 static inline pud_t pud_mkwrite(pud_t pud)
 485 {
 486         return pud_set_flags(pud, _PAGE_RW);
 487 }
 488
 489 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY
 490 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
 491 {
 492         return pte_flags(pte) & _PAGE_SOFT_DIRTY;
 493 }
 494
 495 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
 496 {
 497         return pmd_flags(pmd) & _PAGE_SOFT_DIRTY;
 498 }
 499
 500 static inline int pud_soft_dirty(pud_t pud)
 501 {
 502         return pud_flags(pud) & _PAGE_SOFT_DIRTY;
 503 }
 504
 505 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
 506 {
 507         return pte_set_flags(pte, _PAGE_SOFT_DIRTY);
 508 }
 509
 510 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
 511 {
 512         return pmd_set_flags(pmd, _PAGE_SOFT_DIRTY);
 513 }
 514
 515 static inline pud_t pud_mksoft_dirty(pud_t pud)
 516 {
 517         return pud_set_flags(pud, _PAGE_SOFT_DIRTY);
 518 }
 519
 520 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
 521 {
 522         return pte_clear_flags(pte, _PAGE_SOFT_DIRTY);
 523 }
 524
 525 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
 526 {
 527         return pmd_clear_flags(pmd, _PAGE_SOFT_DIRTY);
 528 }
 529
 530 static inline pud_t pud_clear_soft_dirty(pud_t pud)
 531 {
 532         return pud_clear_flags(pud, _PAGE_SOFT_DIRTY);
 533 }
 534
 535 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY */
 536
 537 /*
 538  * Mask out unsupported bits in a present pgprot.  Non-present pgprots
 539  * can use those bits for other purposes, so leave them be.
 540  */
 541 static inline pgprotval_t massage_pgprot(pgprot_t pgprot)
 542 {
 543         pgprotval_t protval = pgprot_val(pgprot);
 544
 545         if (protval & _PAGE_PRESENT)
 546                 protval &= __supported_pte_mask;
 547
 548         return protval;
 549 }
 550
 551 static inline pgprotval_t check_pgprot(pgprot_t pgprot)
 552 {
 553         pgprotval_t massaged_val = massage_pgprot(pgprot);
 554
 555         /* mmdebug.h can not be included here because of dependencies */
 556 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 557         WARN_ONCE(pgprot_val(pgprot) != massaged_val,
 558                   "attempted to set unsupported pgprot: %016llx "
 559                   "bits: %016llx supported: %016llx\n",
 560                   (u64)pgprot_val(pgprot),
 561                   (u64)pgprot_val(pgprot) ^ massaged_val,
 562                   (u64)__supported_pte_mask);
 563 #endif
 564
 565         return massaged_val;
 566 }
 567
 568 static inline pte_t pfn_pte(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
 569 {
 570         phys_addr_t pfn = (phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT;
 571         pfn ^= protnone_mask(pgprot_val(pgprot));
 572         pfn &= PTE_PFN_MASK;
 573         return __pte(pfn | check_pgprot(pgprot));
 574 }
 575
 576 static inline pmd_t pfn_pmd(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
 577 {
 578         phys_addr_t pfn = (phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT;
 579         pfn ^= protnone_mask(pgprot_val(pgprot));
 580         pfn &= PHYSICAL_PMD_PAGE_MASK;
 581         return __pmd(pfn | check_pgprot(pgprot));
 582 }
 583
 584 static inline pud_t pfn_pud(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
 585 {
 586         phys_addr_t pfn = (phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT;
 587         pfn ^= protnone_mask(pgprot_val(pgprot));
 588         pfn &= PHYSICAL_PUD_PAGE_MASK;
 589         return __pud(pfn | check_pgprot(pgprot));
 590 }
 591
 592 static inline pmd_t pmd_mknotpresent(pmd_t pmd)
 593 {
 594         return pfn_pmd(pmd_pfn(pmd),
 595                       __pgprot(pmd_flags(pmd) & ~(_PAGE_PRESENT|_PAGE_PROTNONE)));
 596 }
 597
 598 static inline u64 flip_protnone_guard(u64 oldval, u64 val, u64 mask);
 599
 600 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 601 {
 602         pteval_t val = pte_val(pte), oldval = val;
 603
 604         /*
 605          * Chop off the NX bit (if present), and add the NX portion of
 606          * the newprot (if present):
 607          */
 608         val &= _PAGE_CHG_MASK;
 609         val |= check_pgprot(newprot) & ~_PAGE_CHG_MASK;
 610         val = flip_protnone_guard(oldval, val, PTE_PFN_MASK);
 611         return __pte(val);
 612 }
 613
 614 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 615 {
 616         pmdval_t val = pmd_val(pmd), oldval = val;
 617
 618         val &= _HPAGE_CHG_MASK;
 619         val |= check_pgprot(newprot) & ~_HPAGE_CHG_MASK;
 620         val = flip_protnone_guard(oldval, val, PHYSICAL_PMD_PAGE_MASK);
 621         return __pmd(val);
 622 }
 623
 624 /* mprotect needs to preserve PAT bits when updating vm_page_prot */
 625 #define pgprot_modify pgprot_modify
 626 static inline pgprot_t pgprot_modify(pgprot_t oldprot, pgprot_t newprot)
 627 {
 628         pgprotval_t preservebits = pgprot_val(oldprot) & _PAGE_CHG_MASK;
 629         pgprotval_t addbits = pgprot_val(newprot);
 630         return __pgprot(preservebits | addbits);
 631 }
 632
 633 #define pte_pgprot(x) __pgprot(pte_flags(x))
 634 #define pmd_pgprot(x) __pgprot(pmd_flags(x))
 635 #define pud_pgprot(x) __pgprot(pud_flags(x))
 636 #define p4d_pgprot(x) __pgprot(p4d_flags(x))
 637
 638 #define canon_pgprot(p) __pgprot(massage_pgprot(p))
 639
 640 static inline pgprot_t arch_filter_pgprot(pgprot_t prot)
 641 {
 642         return canon_pgprot(prot);
 643 }
 644
 645 static inline int is_new_memtype_allowed(u64 paddr, unsigned long size,
 646                                          enum page_cache_mode pcm,
 647                                          enum page_cache_mode new_pcm)
 648 {
 649         /*
 650          * PAT type is always WB for untracked ranges, so no need to check.
 651          */
 652         if (x86_platform.is_untracked_pat_range(paddr, paddr + size))
 653                 return 1;
 654
 655         /*
 656          * Certain new memtypes are not allowed with certain
 657          * requested memtype:
 658          * - request is uncached, return cannot be write-back
 659          * - request is write-combine, return cannot be write-back
 660          * - request is write-through, return cannot be write-back
 661          * - request is write-through, return cannot be write-combine
 662          */
 663         if ((pcm == _PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS &&
 664              new_pcm == _PAGE_CACHE_MODE_WB) ||
 665             (pcm == _PAGE_CACHE_MODE_WC &&
 666              new_pcm == _PAGE_CACHE_MODE_WB) ||
 667             (pcm == _PAGE_CACHE_MODE_WT &&
 668              new_pcm == _PAGE_CACHE_MODE_WB) ||
 669             (pcm == _PAGE_CACHE_MODE_WT &&
 670              new_pcm == _PAGE_CACHE_MODE_WC)) {
 671                 return 0;
 672         }
 673
 674         return 1;
 675 }
 676
 677 pmd_t *populate_extra_pmd(unsigned long vaddr);
 678 pte_t *populate_extra_pte(unsigned long vaddr);
 679
 680 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
 681 pgd_t __pti_set_user_pgtbl(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd);
 682
 683 /*
 684  * Take a PGD location (pgdp) and a pgd value that needs to be set there.
 685  * Populates the user and returns the resulting PGD that must be set in
 686  * the kernel copy of the page tables.
 687  */
 688 static inline pgd_t pti_set_user_pgtbl(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
 689 {
 690         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
 691                 return pgd;
 692         return __pti_set_user_pgtbl(pgdp, pgd);
 693 }
 694 #else   /* CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION */
 695 static inline pgd_t pti_set_user_pgtbl(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
 696 {
 697         return pgd;
 698 }
 699 #endif  /* CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION */
 700
 701 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
 702
 703
 704 #ifdef CONFIG_X86_32
 705 # include <asm/pgtable_32.h>
 706 #else
 707 # include <asm/pgtable_64.h>
 708 #endif
 709
 710 #ifndef __ASSEMBLY__
 711 #include <linux/mm_types.h>
 712 #include <linux/mmdebug.h>
 713 #include <linux/log2.h>
 714 #include <asm/fixmap.h>
 715
 716 static inline int pte_none(pte_t pte)
 717 {
 718         return !(pte.pte & ~(_PAGE_KNL_ERRATUM_MASK));
 719 }
 720
 721 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 722 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
 723 {
 724         return a.pte == b.pte;
 725 }
 726
 727 static inline int pte_present(pte_t a)
 728 {
 729         return pte_flags(a) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROTNONE);
 730 }
 731
 732 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
 733 static inline int pte_devmap(pte_t a)
 734 {
 735         return (pte_flags(a) & _PAGE_DEVMAP) == _PAGE_DEVMAP;
 736 }
 737 #endif
 738
 739 #define pte_accessible pte_accessible
 740 static inline bool pte_accessible(struct mm_struct *mm, pte_t a)
 741 {
 742         if (pte_flags(a) & _PAGE_PRESENT)
 743                 return true;
 744
 745         if ((pte_flags(a) & _PAGE_PROTNONE) &&
 746                         mm_tlb_flush_pending(mm))
 747                 return true;
 748
 749         return false;
 750 }
 751
 752 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 753 {
 754         /*
 755          * Checking for _PAGE_PSE is needed too because
 756          * split_huge_page will temporarily clear the present bit (but
 757          * the _PAGE_PSE flag will remain set at all times while the
 758          * _PAGE_PRESENT bit is clear).
 759          */
 760         return pmd_flags(pmd) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROTNONE | _PAGE_PSE);
 761 }
 762
 763 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 764 /*
 765  * These work without NUMA balancing but the kernel does not care. See the
 766  * comment in include/asm-generic/pgtable.h
 767  */
 768 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 769 {
 770         return (pte_flags(pte) & (_PAGE_PROTNONE | _PAGE_PRESENT))
 771                 == _PAGE_PROTNONE;
 772 }
 773
 774 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 775 {
 776         return (pmd_flags(pmd) & (_PAGE_PROTNONE | _PAGE_PRESENT))
 777                 == _PAGE_PROTNONE;
 778 }
 779 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 780
 781 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 782 {
 783         /* Only check low word on 32-bit platforms, since it might be
 784            out of sync with upper half. */
 785         unsigned long val = native_pmd_val(pmd);
 786         return (val & ~_PAGE_KNL_ERRATUM_MASK) == 0;
 787 }
 788
 789 static inline unsigned long pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
 790 {
 791         return (unsigned long)__va(pmd_val(pmd) & pmd_pfn_mask(pmd));
 792 }
 793
 794 /*
 795  * Currently stuck as a macro due to indirect forward reference to
 796  * linux/mmzone.h's __section_mem_map_addr() definition:
 797  */
 798 #define pmd_page(pmd)   pfn_to_page(pmd_pfn(pmd))
 799
 800 /*
 801  * the pmd page can be thought of an array like this: pmd_t[PTRS_PER_PMD]
 802  *
 803  * this macro returns the index of the entry in the pmd page which would
 804  * control the given virtual address
 805  */
 806 static inline unsigned long pmd_index(unsigned long address)
 807 {
 808         return (address >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD - 1);
 809 }
 810
 811 /*
 812  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
 813  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
 814  *
 815  * (Currently stuck as a macro because of indirect forward reference
 816  * to linux/mm.h:page_to_nid())
 817  */
 818 #define mk_pte(page, pgprot)   pfn_pte(page_to_pfn(page), (pgprot))
 819
 820 /*
 821  * the pte page can be thought of an array like this: pte_t[PTRS_PER_PTE]
 822  *
 823  * this function returns the index of the entry in the pte page which would
 824  * control the given virtual address
 825  */
 826 static inline unsigned long pte_index(unsigned long address)
 827 {
 828         return (address >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1);
 829 }
 830
 831 static inline pte_t *pte_offset_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address)
 832 {
 833         return (pte_t *)pmd_page_vaddr(*pmd) + pte_index(address);
 834 }
 835
 836 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 837 {
 838         return (pmd_flags(pmd) & ~_PAGE_USER) != _KERNPG_TABLE;
 839 }
 840
 841 static inline unsigned long pages_to_mb(unsigned long npg)
 842 {
 843         return npg >> (20 - PAGE_SHIFT);
 844 }
 845
 846 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
 847 static inline int pud_none(pud_t pud)
 848 {
 849         return (native_pud_val(pud) & ~(_PAGE_KNL_ERRATUM_MASK)) == 0;
 850 }
 851
 852 static inline int pud_present(pud_t pud)
 853 {
 854         return pud_flags(pud) & _PAGE_PRESENT;
 855 }
 856
 857 static inline unsigned long pud_page_vaddr(pud_t pud)
 858 {
 859         return (unsigned long)__va(pud_val(pud) & pud_pfn_mask(pud));
 860 }
 861
 862 /*
 863  * Currently stuck as a macro due to indirect forward reference to
 864  * linux/mmzone.h's __section_mem_map_addr() definition:
 865  */
 866 #define pud_page(pud)   pfn_to_page(pud_pfn(pud))
 867
 868 /* Find an entry in the second-level page table.. */
 869 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
 870 {
 871         return (pmd_t *)pud_page_vaddr(*pud) + pmd_index(address);
 872 }
 873
 874 #define pud_leaf        pud_large
 875 static inline int pud_large(pud_t pud)
 876 {
 877         return (pud_val(pud) & (_PAGE_PSE | _PAGE_PRESENT)) ==
 878                 (_PAGE_PSE | _PAGE_PRESENT);
 879 }
 880
 881 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 882 {
 883         return (pud_flags(pud) & ~(_KERNPG_TABLE | _PAGE_USER)) != 0;
 884 }
 885 #else
 886 #define pud_leaf        pud_large
 887 static inline int pud_large(pud_t pud)
 888 {
 889         return 0;
 890 }
 891 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2 */
 892
 893 static inline unsigned long pud_index(unsigned long address)
 894 {
 895         return (address >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1);
 896 }
 897
 898 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3
 899 static inline int p4d_none(p4d_t p4d)
 900 {
 901         return (native_p4d_val(p4d) & ~(_PAGE_KNL_ERRATUM_MASK)) == 0;
 902 }
 903
 904 static inline int p4d_present(p4d_t p4d)
 905 {
 906         return p4d_flags(p4d) & _PAGE_PRESENT;
 907 }
 908
 909 static inline unsigned long p4d_page_vaddr(p4d_t p4d)
 910 {
 911         return (unsigned long)__va(p4d_val(p4d) & p4d_pfn_mask(p4d));
 912 }
 913
 914 /*
 915  * Currently stuck as a macro due to indirect forward reference to
 916  * linux/mmzone.h's __section_mem_map_addr() definition:
 917  */
 918 #define p4d_page(p4d)   pfn_to_page(p4d_pfn(p4d))
 919
 920 /* Find an entry in the third-level page table.. */
 921 static inline pud_t *pud_offset(p4d_t *p4d, unsigned long address)
 922 {
 923         return (pud_t *)p4d_page_vaddr(*p4d) + pud_index(address);
 924 }
 925
 926 static inline int p4d_bad(p4d_t p4d)
 927 {
 928         unsigned long ignore_flags = _KERNPG_TABLE | _PAGE_USER;
 929
 930         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION))
 931                 ignore_flags |= _PAGE_NX;
 932
 933         return (p4d_flags(p4d) & ~ignore_flags) != 0;
 934 }
 935 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3 */
 936
 937 static inline unsigned long p4d_index(unsigned long address)
 938 {
 939         return (address >> P4D_SHIFT) & (PTRS_PER_P4D - 1);
 940 }
 941
 942 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4
 943 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 944 {
 945         if (!pgtable_l5_enabled())
 946                 return 1;
 947         return pgd_flags(pgd) & _PAGE_PRESENT;
 948 }
 949
 950 static inline unsigned long pgd_page_vaddr(pgd_t pgd)
 951 {
 952         return (unsigned long)__va((unsigned long)pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK);
 953 }
 954
 955 /*
 956  * Currently stuck as a macro due to indirect forward reference to
 957  * linux/mmzone.h's __section_mem_map_addr() definition:
 958  */
 959 #define pgd_page(pgd)   pfn_to_page(pgd_pfn(pgd))
 960
 961 /* to find an entry in a page-table-directory. */
 962 static inline p4d_t *p4d_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 963 {
 964         if (!pgtable_l5_enabled())
 965                 return (p4d_t *)pgd;
 966         return (p4d_t *)pgd_page_vaddr(*pgd) + p4d_index(address);
 967 }
 968
 969 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 970 {
 971         unsigned long ignore_flags = _PAGE_USER;
 972
 973         if (!pgtable_l5_enabled())
 974                 return 0;
 975
 976         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION))
 977                 ignore_flags |= _PAGE_NX;
 978
 979         return (pgd_flags(pgd) & ~ignore_flags) != _KERNPG_TABLE;
 980 }
 981
 982 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 983 {
 984         if (!pgtable_l5_enabled())
 985                 return 0;
 986         /*
 987          * There is no need to do a workaround for the KNL stray
 988          * A/D bit erratum here.  PGDs only point to page tables
 989          * except on 32-bit non-PAE which is not supported on
 990          * KNL.
 991          */
 992         return !native_pgd_val(pgd);
 993 }
 994 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4 */
 995
 996 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
 997
 998 /*
 999  * the pgd page can be thought of an array like this: pgd_t[PTRS_PER_PGD]
1000  *
1001  * this macro returns the index of the entry in the pgd page which would
1002  * control the given virtual address
1003  */
1004 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD - 1))
1005
1006 /*
1007  * pgd_offset() returns a (pgd_t *)
1008  * pgd_index() is used get the offset into the pgd page's array of pgd_t's;
1009  */
1010 #define pgd_offset_pgd(pgd, address) (pgd + pgd_index((address)))
1011 /*
1012  * a shortcut to get a pgd_t in a given mm
1013  */
1014 #define pgd_offset(mm, address) pgd_offset_pgd((mm)->pgd, (address))
1015 /*
1016  * a shortcut which implies the use of the kernel's pgd, instead
1017  * of a process's
1018  */
1019 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, (address))
1020
1021
1022 #define KERNEL_PGD_BOUNDARY     pgd_index(PAGE_OFFSET)
1023 #define KERNEL_PGD_PTRS         (PTRS_PER_PGD - KERNEL_PGD_BOUNDARY)
1024
1025 #ifndef __ASSEMBLY__
1026
1027 extern int direct_gbpages;
1028 void init_mem_mapping(void);
1029 void early_alloc_pgt_buf(void);
1030 extern void memblock_find_dma_reserve(void);
1031
1032 #ifdef CONFIG_X86_64
1033 /* Realmode trampoline initialization. */
1034 extern pgd_t trampoline_pgd_entry;
1035 static inline void __meminit init_trampoline_default(void)
1036 {
1037         /* Default trampoline pgd value */
1038         trampoline_pgd_entry = init_top_pgt[pgd_index(__PAGE_OFFSET)];
1039 }
1040
1041 void __init poking_init(void);
1042
1043 # ifdef CONFIG_RANDOMIZE_MEMORY
1044 void __meminit init_trampoline(void);
1045 # else
1046 #  define init_trampoline init_trampoline_default
1047 # endif
1048 #else
1049 static inline void init_trampoline(void) { }
1050 #endif
1051
1052 /* local pte updates need not use xchg for locking */
1053 static inline pte_t native_local_ptep_get_and_clear(pte_t *ptep)
1054 {
1055         pte_t res = *ptep;
1056
1057         /* Pure native function needs no input for mm, addr */
1058         native_pte_clear(NULL, 0, ptep);
1059         return res;
1060 }
1061
1062 static inline pmd_t native_local_pmdp_get_and_clear(pmd_t *pmdp)
1063 {
1064         pmd_t res = *pmdp;
1065
1066         native_pmd_clear(pmdp);
1067         return res;
1068 }
1069
1070 static inline pud_t native_local_pudp_get_and_clear(pud_t *pudp)
1071 {
1072         pud_t res = *pudp;
1073
1074         native_pud_clear(pudp);
1075         return res;
1076 }
1077
1078 static inline void native_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1079                                      pte_t *ptep , pte_t pte)
1080 {
1081         native_set_pte(ptep, pte);
1082 }
1083
1084 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1085                               pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
1086 {
1087         set_pmd(pmdp, pmd);
1088 }
1089
1090 static inline void set_pud_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1091                               pud_t *pudp, pud_t pud)
1092 {
1093         native_set_pud(pudp, pud);
1094 }
1095
1096 /*
1097  * We only update the dirty/accessed state if we set
1098  * the dirty bit by hand in the kernel, since the hardware
1099  * will do the accessed bit for us, and we don't want to
1100  * race with other CPU's that might be updating the dirty
1101  * bit at the same time.
1102  */
1103 struct vm_area_struct;
1104
1105 #define  __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1106 extern int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1107                                  unsigned long address, pte_t *ptep,
1108                                  pte_t entry, int dirty);
1109
1110 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1111 extern int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1112                                      unsigned long addr, pte_t *ptep);
1113
1114 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1115 extern int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1116                                   unsigned long address, pte_t *ptep);
1117
1118 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1119 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1120                                        pte_t *ptep)
1121 {
1122         pte_t pte = native_ptep_get_and_clear(ptep);
1123         return pte;
1124 }
1125
1126 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
1127 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1128                                             unsigned long addr, pte_t *ptep,
1129                                             int full)
1130 {
1131         pte_t pte;
1132         if (full) {
1133                 /*
1134                  * Full address destruction in progress; paravirt does not
1135                  * care about updates and native needs no locking
1136                  */
1137                 pte = native_local_ptep_get_and_clear(ptep);
1138         } else {
1139                 pte = ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
1140         }
1141         return pte;
1142 }
1143
1144 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1145 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1146                                       unsigned long addr, pte_t *ptep)
1147 {
1148         clear_bit(_PAGE_BIT_RW, (unsigned long *)&ptep->pte);
1149 }
1150
1151 #define flush_tlb_fix_spurious_fault(vma, address) do { } while (0)
1152
1153 #define mk_pmd(page, pgprot)   pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1154
1155 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
1156 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1157                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
1158                                  pmd_t entry, int dirty);
1159 extern int pudp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1160                                  unsigned long address, pud_t *pudp,
1161                                  pud_t entry, int dirty);
1162
1163 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1164 extern int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1165                                      unsigned long addr, pmd_t *pmdp);
1166 extern int pudp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1167                                      unsigned long addr, pud_t *pudp);
1168
1169 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1170 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1171                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
1172
1173
1174 #define pmd_write pmd_write
1175 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
1176 {
1177         return pmd_flags(pmd) & _PAGE_RW;
1178 }
1179
1180 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1181 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1182                                        pmd_t *pmdp)
1183 {
1184         return native_pmdp_get_and_clear(pmdp);
1185 }
1186
1187 #define __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1188 static inline pud_t pudp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1189                                         unsigned long addr, pud_t *pudp)
1190 {
1191         return native_pudp_get_and_clear(pudp);
1192 }
1193
1194 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1195 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1196                                       unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1197 {
1198         clear_bit(_PAGE_BIT_RW, (unsigned long *)pmdp);
1199 }
1200
1201 #define pud_write pud_write
1202 static inline int pud_write(pud_t pud)
1203 {
1204         return pud_flags(pud) & _PAGE_RW;
1205 }
1206
1207 #ifndef pmdp_establish
1208 #define pmdp_establish pmdp_establish
1209 static inline pmd_t pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
1210                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
1211 {
1212         if (IS_ENABLED(CONFIG_SMP)) {
1213                 return xchg(pmdp, pmd);
1214         } else {
1215                 pmd_t old = *pmdp;
1216                 WRITE_ONCE(*pmdp, pmd);
1217                 return old;
1218         }
1219 }
1220 #endif
1221 /*
1222  * Page table pages are page-aligned.  The lower half of the top
1223  * level is used for userspace and the top half for the kernel.
1224  *
1225  * Returns true for parts of the PGD that map userspace and
1226  * false for the parts that map the kernel.
1227  */
1228 static inline bool pgdp_maps_userspace(void *__ptr)
1229 {
1230         unsigned long ptr = (unsigned long)__ptr;
1231
1232         return (((ptr & ~PAGE_MASK) / sizeof(pgd_t)) < PGD_KERNEL_START);
1233 }
1234
1235 #define pgd_leaf        pgd_large
1236 static inline int pgd_large(pgd_t pgd) { return 0; }
1237
1238 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1239 /*
1240  * All top-level PAGE_TABLE_ISOLATION page tables are order-1 pages
1241  * (8k-aligned and 8k in size).  The kernel one is at the beginning 4k and
1242  * the user one is in the last 4k.  To switch between them, you
1243  * just need to flip the 12th bit in their addresses.
1244  */
1245 #define PTI_PGTABLE_SWITCH_BIT  PAGE_SHIFT
1246
1247 /*
1248  * This generates better code than the inline assembly in
1249  * __set_bit().
1250  */
1251 static inline void *ptr_set_bit(void *ptr, int bit)
1252 {
1253         unsigned long __ptr = (unsigned long)ptr;
1254
1255         __ptr |= BIT(bit);
1256         return (void *)__ptr;
1257 }
1258 static inline void *ptr_clear_bit(void *ptr, int bit)
1259 {
1260         unsigned long __ptr = (unsigned long)ptr;
1261
1262         __ptr &= ~BIT(bit);
1263         return (void *)__ptr;
1264 }
1265
1266 static inline pgd_t *kernel_to_user_pgdp(pgd_t *pgdp)
1267 {
1268         return ptr_set_bit(pgdp, PTI_PGTABLE_SWITCH_BIT);
1269 }
1270
1271 static inline pgd_t *user_to_kernel_pgdp(pgd_t *pgdp)
1272 {
1273         return ptr_clear_bit(pgdp, PTI_PGTABLE_SWITCH_BIT);
1274 }
1275
1276 static inline p4d_t *kernel_to_user_p4dp(p4d_t *p4dp)
1277 {
1278         return ptr_set_bit(p4dp, PTI_PGTABLE_SWITCH_BIT);
1279 }
1280
1281 static inline p4d_t *user_to_kernel_p4dp(p4d_t *p4dp)
1282 {
1283         return ptr_clear_bit(p4dp, PTI_PGTABLE_SWITCH_BIT);
1284 }
1285 #endif /* CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION */
1286
1287 /*
1288  * clone_pgd_range(pgd_t *dst, pgd_t *src, int count);
1289  *
1290  *  dst - pointer to pgd range anwhere on a pgd page
1291  *  src - ""
1292  *  count - the number of pgds to copy.
1293  *
1294  * dst and src can be on the same page, but the range must not overlap,
1295  * and must not cross a page boundary.
1296  */
1297 static inline void clone_pgd_range(pgd_t *dst, pgd_t *src, int count)
1298 {
1299         memcpy(dst, src, count * sizeof(pgd_t));
1300 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1301         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
1302                 return;
1303         /* Clone the user space pgd as well */
1304         memcpy(kernel_to_user_pgdp(dst), kernel_to_user_pgdp(src),
1305                count * sizeof(pgd_t));
1306 #endif
1307 }
1308
1309 #define PTE_SHIFT ilog2(PTRS_PER_PTE)
1310 static inline int page_level_shift(enum pg_level level)
1311 {
1312         return (PAGE_SHIFT - PTE_SHIFT) + level * PTE_SHIFT;
1313 }
1314 static inline unsigned long page_level_size(enum pg_level level)
1315 {
1316         return 1UL << page_level_shift(level);
1317 }
1318 static inline unsigned long page_level_mask(enum pg_level level)
1319 {
1320         return ~(page_level_size(level) - 1);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * The x86 doesn't have any external MMU info: the kernel page
1325  * tables contain all the necessary information.
1326  */
1327 static inline void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma,
1328                 unsigned long addr, pte_t *ptep)
1329 {
1330 }
1331 static inline void update_mmu_cache_pmd(struct vm_area_struct *vma,
1332                 unsigned long addr, pmd_t *pmd)
1333 {
1334 }
1335 static inline void update_mmu_cache_pud(struct vm_area_struct *vma,
1336                 unsigned long addr, pud_t *pud)
1337 {
1338 }
1339
1340 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY
1341 static inline pte_t pte_swp_mksoft_dirty(pte_t pte)
1342 {
1343         return pte_set_flags(pte, _PAGE_SWP_SOFT_DIRTY);
1344 }
1345
1346 static inline int pte_swp_soft_dirty(pte_t pte)
1347 {
1348         return pte_flags(pte) & _PAGE_SWP_SOFT_DIRTY;
1349 }
1350
1351 static inline pte_t pte_swp_clear_soft_dirty(pte_t pte)
1352 {
1353         return pte_clear_flags(pte, _PAGE_SWP_SOFT_DIRTY);
1354 }
1355
1356 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1357 static inline pmd_t pmd_swp_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1358 {
1359         return pmd_set_flags(pmd, _PAGE_SWP_SOFT_DIRTY);
1360 }
1361
1362 static inline int pmd_swp_soft_dirty(pmd_t pmd)
1363 {
1364         return pmd_flags(pmd) & _PAGE_SWP_SOFT_DIRTY;
1365 }
1366
1367 static inline pmd_t pmd_swp_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1368 {
1369         return pmd_clear_flags(pmd, _PAGE_SWP_SOFT_DIRTY);
1370 }
1371 #endif
1372 #endif
1373
1374 #define PKRU_AD_BIT 0x1
1375 #define PKRU_WD_BIT 0x2
1376 #define PKRU_BITS_PER_PKEY 2
1377
1378 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS
1379 extern u32 init_pkru_value;
1380 #else
1381 #define init_pkru_value 0
1382 #endif
1383
1384 static inline bool __pkru_allows_read(u32 pkru, u16 pkey)
1385 {
1386         int pkru_pkey_bits = pkey * PKRU_BITS_PER_PKEY;
1387         return !(pkru & (PKRU_AD_BIT << pkru_pkey_bits));
1388 }
1389
1390 static inline bool __pkru_allows_write(u32 pkru, u16 pkey)
1391 {
1392         int pkru_pkey_bits = pkey * PKRU_BITS_PER_PKEY;
1393         /*
1394          * Access-disable disables writes too so we need to check
1395          * both bits here.
1396          */
1397         return !(pkru & ((PKRU_AD_BIT|PKRU_WD_BIT) << pkru_pkey_bits));
1398 }
1399
1400 static inline u16 pte_flags_pkey(unsigned long pte_flags)
1401 {
1402 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS
1403         /* ifdef to avoid doing 59-bit shift on 32-bit values */
1404         return (pte_flags & _PAGE_PKEY_MASK) >> _PAGE_BIT_PKEY_BIT0;
1405 #else
1406         return 0;
1407 #endif
1408 }
1409
1410 static inline bool __pkru_allows_pkey(u16 pkey, bool write)
1411 {
1412         u32 pkru = read_pkru();
1413
1414         if (!__pkru_allows_read(pkru, pkey))
1415                 return false;
1416         if (write && !__pkru_allows_write(pkru, pkey))
1417                 return false;
1418
1419         return true;
1420 }
1421
1422 /*
1423  * 'pteval' can come from a PTE, PMD or PUD.  We only check
1424  * _PAGE_PRESENT, _PAGE_USER, and _PAGE_RW in here which are the
1425  * same value on all 3 types.
1426  */
1427 static inline bool __pte_access_permitted(unsigned long pteval, bool write)
1428 {
1429         unsigned long need_pte_bits = _PAGE_PRESENT|_PAGE_USER;
1430
1431         if (write)
1432                 need_pte_bits |= _PAGE_RW;
1433
1434         if ((pteval & need_pte_bits) != need_pte_bits)
1435                 return 0;
1436
1437         return __pkru_allows_pkey(pte_flags_pkey(pteval), write);
1438 }
1439
1440 #define pte_access_permitted pte_access_permitted
1441 static inline bool pte_access_permitted(pte_t pte, bool write)
1442 {
1443         return __pte_access_permitted(pte_val(pte), write);
1444 }
1445
1446 #define pmd_access_permitted pmd_access_permitted
1447 static inline bool pmd_access_permitted(pmd_t pmd, bool write)
1448 {
1449         return __pte_access_permitted(pmd_val(pmd), write);
1450 }
1451
1452 #define pud_access_permitted pud_access_permitted
1453 static inline bool pud_access_permitted(pud_t pud, bool write)
1454 {
1455         return __pte_access_permitted(pud_val(pud), write);
1456 }
1457
1458 #define __HAVE_ARCH_PFN_MODIFY_ALLOWED 1
1459 extern bool pfn_modify_allowed(unsigned long pfn, pgprot_t prot);
1460
1461 static inline bool arch_has_pfn_modify_check(void)
1462 {
1463         return boot_cpu_has_bug(X86_BUG_L1TF);
1464 }
1465
1466 #define arch_faults_on_old_pte arch_faults_on_old_pte
1467 static inline bool arch_faults_on_old_pte(void)
1468 {
1469         return false;
1470 }
1471
1472 #include <asm-generic/pgtable.h>
1473 #endif  /* __ASSEMBLY__ */
1474
1475 #endif /* _ASM_X86_PGTABLE_H */