Merge tag 'iommu-updates-v5.11' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / pgtable.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_PGTABLE_H
3 #define _LINUX_PGTABLE_H
4
5 #include <linux/pfn.h>
6 #include <asm/pgtable.h>
7
8 #ifndef __ASSEMBLY__
9 #ifdef CONFIG_MMU
10
11 #include <linux/mm_types.h>
12 #include <linux/bug.h>
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <asm-generic/pgtable_uffd.h>
15
16 #if 5 - defined(__PAGETABLE_P4D_FOLDED) - defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) - \
17         defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) != CONFIG_PGTABLE_LEVELS
18 #error CONFIG_PGTABLE_LEVELS is not consistent with __PAGETABLE_{P4D,PUD,PMD}_FOLDED
19 #endif
20
21 /*
22  * On almost all architectures and configurations, 0 can be used as the
23  * upper ceiling to free_pgtables(): on many architectures it has the same
24  * effect as using TASK_SIZE.  However, there is one configuration which
25  * must impose a more careful limit, to avoid freeing kernel pgtables.
26  */
27 #ifndef USER_PGTABLES_CEILING
28 #define USER_PGTABLES_CEILING   0UL
29 #endif
30
31 /*
32  * A page table page can be thought of an array like this: pXd_t[PTRS_PER_PxD]
33  *
34  * The pXx_index() functions return the index of the entry in the page
35  * table page which would control the given virtual address
36  *
37  * As these functions may be used by the same code for different levels of
38  * the page table folding, they are always available, regardless of
39  * CONFIG_PGTABLE_LEVELS value. For the folded levels they simply return 0
40  * because in such cases PTRS_PER_PxD equals 1.
41  */
42
43 static inline unsigned long pte_index(unsigned long address)
44 {
45         return (address >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1);
46 }
47
48 #ifndef pmd_index
49 static inline unsigned long pmd_index(unsigned long address)
50 {
51         return (address >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD - 1);
52 }
53 #define pmd_index pmd_index
54 #endif
55
56 #ifndef pud_index
57 static inline unsigned long pud_index(unsigned long address)
58 {
59         return (address >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1);
60 }
61 #define pud_index pud_index
62 #endif
63
64 #ifndef pgd_index
65 /* Must be a compile-time constant, so implement it as a macro */
66 #define pgd_index(a)  (((a) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD - 1))
67 #endif
68
69 #ifndef pte_offset_kernel
70 static inline pte_t *pte_offset_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address)
71 {
72         return (pte_t *)pmd_page_vaddr(*pmd) + pte_index(address);
73 }
74 #define pte_offset_kernel pte_offset_kernel
75 #endif
76
77 #if defined(CONFIG_HIGHPTE)
78 #define pte_offset_map(dir, address)                            \
79         ((pte_t *)kmap_atomic(pmd_page(*(dir))) +               \
80          pte_index((address)))
81 #define pte_unmap(pte) kunmap_atomic((pte))
82 #else
83 #define pte_offset_map(dir, address)    pte_offset_kernel((dir), (address))
84 #define pte_unmap(pte) ((void)(pte))    /* NOP */
85 #endif
86
87 /* Find an entry in the second-level page table.. */
88 #ifndef pmd_offset
89 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
90 {
91         return (pmd_t *)pud_page_vaddr(*pud) + pmd_index(address);
92 }
93 #define pmd_offset pmd_offset
94 #endif
95
96 #ifndef pud_offset
97 static inline pud_t *pud_offset(p4d_t *p4d, unsigned long address)
98 {
99         return (pud_t *)p4d_page_vaddr(*p4d) + pud_index(address);
100 }
101 #define pud_offset pud_offset
102 #endif
103
104 static inline pgd_t *pgd_offset_pgd(pgd_t *pgd, unsigned long address)
105 {
106         return (pgd + pgd_index(address));
107 };
108
109 /*
110  * a shortcut to get a pgd_t in a given mm
111  */
112 #ifndef pgd_offset
113 #define pgd_offset(mm, address)         pgd_offset_pgd((mm)->pgd, (address))
114 #endif
115
116 /*
117  * a shortcut which implies the use of the kernel's pgd, instead
118  * of a process's
119  */
120 #ifndef pgd_offset_k
121 #define pgd_offset_k(address)           pgd_offset(&init_mm, (address))
122 #endif
123
124 /*
125  * In many cases it is known that a virtual address is mapped at PMD or PTE
126  * level, so instead of traversing all the page table levels, we can get a
127  * pointer to the PMD entry in user or kernel page table or translate a virtual
128  * address to the pointer in the PTE in the kernel page tables with simple
129  * helpers.
130  */
131 static inline pmd_t *pmd_off(struct mm_struct *mm, unsigned long va)
132 {
133         return pmd_offset(pud_offset(p4d_offset(pgd_offset(mm, va), va), va), va);
134 }
135
136 static inline pmd_t *pmd_off_k(unsigned long va)
137 {
138         return pmd_offset(pud_offset(p4d_offset(pgd_offset_k(va), va), va), va);
139 }
140
141 static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
142 {
143         pmd_t *pmd = pmd_off_k(vaddr);
144
145         return pmd_none(*pmd) ? NULL : pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
146 }
147
148 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
149 extern int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
150                                  unsigned long address, pte_t *ptep,
151                                  pte_t entry, int dirty);
152 #endif
153
154 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
155 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
156 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
157                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
158                                  pmd_t entry, int dirty);
159 extern int pudp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
160                                  unsigned long address, pud_t *pudp,
161                                  pud_t entry, int dirty);
162 #else
163 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
164                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
165                                         pmd_t entry, int dirty)
166 {
167         BUILD_BUG();
168         return 0;
169 }
170 static inline int pudp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
171                                         unsigned long address, pud_t *pudp,
172                                         pud_t entry, int dirty)
173 {
174         BUILD_BUG();
175         return 0;
176 }
177 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
178 #endif
179
180 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
181 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
182                                             unsigned long address,
183                                             pte_t *ptep)
184 {
185         pte_t pte = *ptep;
186         int r = 1;
187         if (!pte_young(pte))
188                 r = 0;
189         else
190                 set_pte_at(vma->vm_mm, address, ptep, pte_mkold(pte));
191         return r;
192 }
193 #endif
194
195 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
196 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
197 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
198                                             unsigned long address,
199                                             pmd_t *pmdp)
200 {
201         pmd_t pmd = *pmdp;
202         int r = 1;
203         if (!pmd_young(pmd))
204                 r = 0;
205         else
206                 set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, pmd_mkold(pmd));
207         return r;
208 }
209 #else
210 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
211                                             unsigned long address,
212                                             pmd_t *pmdp)
213 {
214         BUILD_BUG();
215         return 0;
216 }
217 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
218 #endif
219
220 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
221 int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
222                            unsigned long address, pte_t *ptep);
223 #endif
224
225 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
226 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
227 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
228                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
229 #else
230 /*
231  * Despite relevant to THP only, this API is called from generic rmap code
232  * under PageTransHuge(), hence needs a dummy implementation for !THP
233  */
234 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
235                                          unsigned long address, pmd_t *pmdp)
236 {
237         BUILD_BUG();
238         return 0;
239 }
240 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
241 #endif
242
243 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
244 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
245                                        unsigned long address,
246                                        pte_t *ptep)
247 {
248         pte_t pte = *ptep;
249         pte_clear(mm, address, ptep);
250         return pte;
251 }
252 #endif
253
254 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET
255 static inline pte_t ptep_get(pte_t *ptep)
256 {
257         return READ_ONCE(*ptep);
258 }
259 #endif
260
261 #ifdef CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH
262 /*
263  * WARNING: only to be used in the get_user_pages_fast() implementation.
264  *
265  * With get_user_pages_fast(), we walk down the pagetables without taking any
266  * locks.  For this we would like to load the pointers atomically, but sometimes
267  * that is not possible (e.g. without expensive cmpxchg8b on x86_32 PAE).  What
268  * we do have is the guarantee that a PTE will only either go from not present
269  * to present, or present to not present or both -- it will not switch to a
270  * completely different present page without a TLB flush in between; something
271  * that we are blocking by holding interrupts off.
272  *
273  * Setting ptes from not present to present goes:
274  *
275  *   ptep->pte_high = h;
276  *   smp_wmb();
277  *   ptep->pte_low = l;
278  *
279  * And present to not present goes:
280  *
281  *   ptep->pte_low = 0;
282  *   smp_wmb();
283  *   ptep->pte_high = 0;
284  *
285  * We must ensure here that the load of pte_low sees 'l' IFF pte_high sees 'h'.
286  * We load pte_high *after* loading pte_low, which ensures we don't see an older
287  * value of pte_high.  *Then* we recheck pte_low, which ensures that we haven't
288  * picked up a changed pte high. We might have gotten rubbish values from
289  * pte_low and pte_high, but we are guaranteed that pte_low will not have the
290  * present bit set *unless* it is 'l'. Because get_user_pages_fast() only
291  * operates on present ptes we're safe.
292  */
293 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
294 {
295         pte_t pte;
296
297         do {
298                 pte.pte_low = ptep->pte_low;
299                 smp_rmb();
300                 pte.pte_high = ptep->pte_high;
301                 smp_rmb();
302         } while (unlikely(pte.pte_low != ptep->pte_low));
303
304         return pte;
305 }
306 #else /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
307 /*
308  * We require that the PTE can be read atomically.
309  */
310 static inline pte_t ptep_get_lockless(pte_t *ptep)
311 {
312         return ptep_get(ptep);
313 }
314 #endif /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
315
316 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
317 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
318 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
319                                             unsigned long address,
320                                             pmd_t *pmdp)
321 {
322         pmd_t pmd = *pmdp;
323         pmd_clear(pmdp);
324         return pmd;
325 }
326 #endif /* __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR */
327 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
328 static inline pud_t pudp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
329                                             unsigned long address,
330                                             pud_t *pudp)
331 {
332         pud_t pud = *pudp;
333
334         pud_clear(pudp);
335         return pud;
336 }
337 #endif /* __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR */
338 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
339
340 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
341 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
342 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct vm_area_struct *vma,
343                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp,
344                                             int full)
345 {
346         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
347 }
348 #endif
349
350 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
351 static inline pud_t pudp_huge_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
352                                             unsigned long address, pud_t *pudp,
353                                             int full)
354 {
355         return pudp_huge_get_and_clear(mm, address, pudp);
356 }
357 #endif
358 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
359
360 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
361 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
362                                             unsigned long address, pte_t *ptep,
363                                             int full)
364 {
365         pte_t pte;
366         pte = ptep_get_and_clear(mm, address, ptep);
367         return pte;
368 }
369 #endif
370
371
372 /*
373  * If two threads concurrently fault at the same page, the thread that
374  * won the race updates the PTE and its local TLB/Cache. The other thread
375  * gives up, simply does nothing, and continues; on architectures where
376  * software can update TLB,  local TLB can be updated here to avoid next page
377  * fault. This function updates TLB only, do nothing with cache or others.
378  * It is the difference with function update_mmu_cache.
379  */
380 #ifndef __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
381 static inline void update_mmu_tlb(struct vm_area_struct *vma,
382                                 unsigned long address, pte_t *ptep)
383 {
384 }
385 #define __HAVE_ARCH_UPDATE_MMU_TLB
386 #endif
387
388 /*
389  * Some architectures may be able to avoid expensive synchronization
390  * primitives when modifications are made to PTE's which are already
391  * not present, or in the process of an address space destruction.
392  */
393 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_CLEAR_NOT_PRESENT_FULL
394 static inline void pte_clear_not_present_full(struct mm_struct *mm,
395                                               unsigned long address,
396                                               pte_t *ptep,
397                                               int full)
398 {
399         pte_clear(mm, address, ptep);
400 }
401 #endif
402
403 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
404 extern pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
405                               unsigned long address,
406                               pte_t *ptep);
407 #endif
408
409 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
410 extern pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
411                               unsigned long address,
412                               pmd_t *pmdp);
413 extern pud_t pudp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
414                               unsigned long address,
415                               pud_t *pudp);
416 #endif
417
418 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
419 struct mm_struct;
420 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long address, pte_t *ptep)
421 {
422         pte_t old_pte = *ptep;
423         set_pte_at(mm, address, ptep, pte_wrprotect(old_pte));
424 }
425 #endif
426
427 /*
428  * On some architectures hardware does not set page access bit when accessing
429  * memory page, it is responsibilty of software setting this bit. It brings
430  * out extra page fault penalty to track page access bit. For optimization page
431  * access bit can be set during all page fault flow on these arches.
432  * To be differentiate with macro pte_mkyoung, this macro is used on platforms
433  * where software maintains page access bit.
434  */
435 #ifndef pte_sw_mkyoung
436 static inline pte_t pte_sw_mkyoung(pte_t pte)
437 {
438         return pte;
439 }
440 #define pte_sw_mkyoung  pte_sw_mkyoung
441 #endif
442
443 #ifndef pte_savedwrite
444 #define pte_savedwrite pte_write
445 #endif
446
447 #ifndef pte_mk_savedwrite
448 #define pte_mk_savedwrite pte_mkwrite
449 #endif
450
451 #ifndef pte_clear_savedwrite
452 #define pte_clear_savedwrite pte_wrprotect
453 #endif
454
455 #ifndef pmd_savedwrite
456 #define pmd_savedwrite pmd_write
457 #endif
458
459 #ifndef pmd_mk_savedwrite
460 #define pmd_mk_savedwrite pmd_mkwrite
461 #endif
462
463 #ifndef pmd_clear_savedwrite
464 #define pmd_clear_savedwrite pmd_wrprotect
465 #endif
466
467 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
468 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
469 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
470                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
471 {
472         pmd_t old_pmd = *pmdp;
473         set_pmd_at(mm, address, pmdp, pmd_wrprotect(old_pmd));
474 }
475 #else
476 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
477                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
478 {
479         BUILD_BUG();
480 }
481 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
482 #endif
483 #ifndef __HAVE_ARCH_PUDP_SET_WRPROTECT
484 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD
485 static inline void pudp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
486                                       unsigned long address, pud_t *pudp)
487 {
488         pud_t old_pud = *pudp;
489
490         set_pud_at(mm, address, pudp, pud_wrprotect(old_pud));
491 }
492 #else
493 static inline void pudp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
494                                       unsigned long address, pud_t *pudp)
495 {
496         BUILD_BUG();
497 }
498 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD */
499 #endif
500
501 #ifndef pmdp_collapse_flush
502 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
503 extern pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
504                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp);
505 #else
506 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
507                                         unsigned long address,
508                                         pmd_t *pmdp)
509 {
510         BUILD_BUG();
511         return *pmdp;
512 }
513 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
514 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
515 #endif
516
517 #ifndef __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
518 extern void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
519                                        pgtable_t pgtable);
520 #endif
521
522 #ifndef __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
523 extern pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
524 #endif
525
526 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
527 /*
528  * This is an implementation of pmdp_establish() that is only suitable for an
529  * architecture that doesn't have hardware dirty/accessed bits. In this case we
530  * can't race with CPU which sets these bits and non-atomic aproach is fine.
531  */
532 static inline pmd_t generic_pmdp_establish(struct vm_area_struct *vma,
533                 unsigned long address, pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
534 {
535         pmd_t old_pmd = *pmdp;
536         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, pmd);
537         return old_pmd;
538 }
539 #endif
540
541 #ifndef __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
542 extern pmd_t pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
543                             pmd_t *pmdp);
544 #endif
545
546 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_SAME
547 static inline int pte_same(pte_t pte_a, pte_t pte_b)
548 {
549         return pte_val(pte_a) == pte_val(pte_b);
550 }
551 #endif
552
553 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
554 /*
555  * Some architectures provide facilities to virtualization guests
556  * so that they can flag allocated pages as unused. This allows the
557  * host to transparently reclaim unused pages. This function returns
558  * whether the pte's page is unused.
559  */
560 static inline int pte_unused(pte_t pte)
561 {
562         return 0;
563 }
564 #endif
565
566 #ifndef pte_access_permitted
567 #define pte_access_permitted(pte, write) \
568         (pte_present(pte) && (!(write) || pte_write(pte)))
569 #endif
570
571 #ifndef pmd_access_permitted
572 #define pmd_access_permitted(pmd, write) \
573         (pmd_present(pmd) && (!(write) || pmd_write(pmd)))
574 #endif
575
576 #ifndef pud_access_permitted
577 #define pud_access_permitted(pud, write) \
578         (pud_present(pud) && (!(write) || pud_write(pud)))
579 #endif
580
581 #ifndef p4d_access_permitted
582 #define p4d_access_permitted(p4d, write) \
583         (p4d_present(p4d) && (!(write) || p4d_write(p4d)))
584 #endif
585
586 #ifndef pgd_access_permitted
587 #define pgd_access_permitted(pgd, write) \
588         (pgd_present(pgd) && (!(write) || pgd_write(pgd)))
589 #endif
590
591 #ifndef __HAVE_ARCH_PMD_SAME
592 static inline int pmd_same(pmd_t pmd_a, pmd_t pmd_b)
593 {
594         return pmd_val(pmd_a) == pmd_val(pmd_b);
595 }
596
597 static inline int pud_same(pud_t pud_a, pud_t pud_b)
598 {
599         return pud_val(pud_a) == pud_val(pud_b);
600 }
601 #endif
602
603 #ifndef __HAVE_ARCH_P4D_SAME
604 static inline int p4d_same(p4d_t p4d_a, p4d_t p4d_b)
605 {
606         return p4d_val(p4d_a) == p4d_val(p4d_b);
607 }
608 #endif
609
610 #ifndef __HAVE_ARCH_PGD_SAME
611 static inline int pgd_same(pgd_t pgd_a, pgd_t pgd_b)
612 {
613         return pgd_val(pgd_a) == pgd_val(pgd_b);
614 }
615 #endif
616
617 /*
618  * Use set_p*_safe(), and elide TLB flushing, when confident that *no*
619  * TLB flush will be required as a result of the "set". For example, use
620  * in scenarios where it is known ahead of time that the routine is
621  * setting non-present entries, or re-setting an existing entry to the
622  * same value. Otherwise, use the typical "set" helpers and flush the
623  * TLB.
624  */
625 #define set_pte_safe(ptep, pte) \
626 ({ \
627         WARN_ON_ONCE(pte_present(*ptep) && !pte_same(*ptep, pte)); \
628         set_pte(ptep, pte); \
629 })
630
631 #define set_pmd_safe(pmdp, pmd) \
632 ({ \
633         WARN_ON_ONCE(pmd_present(*pmdp) && !pmd_same(*pmdp, pmd)); \
634         set_pmd(pmdp, pmd); \
635 })
636
637 #define set_pud_safe(pudp, pud) \
638 ({ \
639         WARN_ON_ONCE(pud_present(*pudp) && !pud_same(*pudp, pud)); \
640         set_pud(pudp, pud); \
641 })
642
643 #define set_p4d_safe(p4dp, p4d) \
644 ({ \
645         WARN_ON_ONCE(p4d_present(*p4dp) && !p4d_same(*p4dp, p4d)); \
646         set_p4d(p4dp, p4d); \
647 })
648
649 #define set_pgd_safe(pgdp, pgd) \
650 ({ \
651         WARN_ON_ONCE(pgd_present(*pgdp) && !pgd_same(*pgdp, pgd)); \
652         set_pgd(pgdp, pgd); \
653 })
654
655 #ifndef __HAVE_ARCH_DO_SWAP_PAGE
656 /*
657  * Some architectures support metadata associated with a page. When a
658  * page is being swapped out, this metadata must be saved so it can be
659  * restored when the page is swapped back in. SPARC M7 and newer
660  * processors support an ADI (Application Data Integrity) tag for the
661  * page as metadata for the page. arch_do_swap_page() can restore this
662  * metadata when a page is swapped back in.
663  */
664 static inline void arch_do_swap_page(struct mm_struct *mm,
665                                      struct vm_area_struct *vma,
666                                      unsigned long addr,
667                                      pte_t pte, pte_t oldpte)
668 {
669
670 }
671 #endif
672
673 #ifndef __HAVE_ARCH_UNMAP_ONE
674 /*
675  * Some architectures support metadata associated with a page. When a
676  * page is being swapped out, this metadata must be saved so it can be
677  * restored when the page is swapped back in. SPARC M7 and newer
678  * processors support an ADI (Application Data Integrity) tag for the
679  * page as metadata for the page. arch_unmap_one() can save this
680  * metadata on a swap-out of a page.
681  */
682 static inline int arch_unmap_one(struct mm_struct *mm,
683                                   struct vm_area_struct *vma,
684                                   unsigned long addr,
685                                   pte_t orig_pte)
686 {
687         return 0;
688 }
689 #endif
690
691 /*
692  * Allow architectures to preserve additional metadata associated with
693  * swapped-out pages. The corresponding __HAVE_ARCH_SWAP_* macros and function
694  * prototypes must be defined in the arch-specific asm/pgtable.h file.
695  */
696 #ifndef __HAVE_ARCH_PREPARE_TO_SWAP
697 static inline int arch_prepare_to_swap(struct page *page)
698 {
699         return 0;
700 }
701 #endif
702
703 #ifndef __HAVE_ARCH_SWAP_INVALIDATE
704 static inline void arch_swap_invalidate_page(int type, pgoff_t offset)
705 {
706 }
707
708 static inline void arch_swap_invalidate_area(int type)
709 {
710 }
711 #endif
712
713 #ifndef __HAVE_ARCH_SWAP_RESTORE
714 static inline void arch_swap_restore(swp_entry_t entry, struct page *page)
715 {
716 }
717 #endif
718
719 #ifndef __HAVE_ARCH_PGD_OFFSET_GATE
720 #define pgd_offset_gate(mm, addr)       pgd_offset(mm, addr)
721 #endif
722
723 #ifndef __HAVE_ARCH_MOVE_PTE
724 #define move_pte(pte, prot, old_addr, new_addr) (pte)
725 #endif
726
727 #ifndef pte_accessible
728 # define pte_accessible(mm, pte)        ((void)(pte), 1)
729 #endif
730
731 #ifndef flush_tlb_fix_spurious_fault
732 #define flush_tlb_fix_spurious_fault(vma, address) flush_tlb_page(vma, address)
733 #endif
734
735 /*
736  * When walking page tables, get the address of the next boundary,
737  * or the end address of the range if that comes earlier.  Although no
738  * vma end wraps to 0, rounded up __boundary may wrap to 0 throughout.
739  */
740
741 #define pgd_addr_end(addr, end)                                         \
742 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK;  \
743         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
744 })
745
746 #ifndef p4d_addr_end
747 #define p4d_addr_end(addr, end)                                         \
748 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + P4D_SIZE) & P4D_MASK;      \
749         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
750 })
751 #endif
752
753 #ifndef pud_addr_end
754 #define pud_addr_end(addr, end)                                         \
755 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PUD_SIZE) & PUD_MASK;      \
756         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
757 })
758 #endif
759
760 #ifndef pmd_addr_end
761 #define pmd_addr_end(addr, end)                                         \
762 ({      unsigned long __boundary = ((addr) + PMD_SIZE) & PMD_MASK;      \
763         (__boundary - 1 < (end) - 1)? __boundary: (end);                \
764 })
765 #endif
766
767 /*
768  * When walking page tables, we usually want to skip any p?d_none entries;
769  * and any p?d_bad entries - reporting the error before resetting to none.
770  * Do the tests inline, but report and clear the bad entry in mm/memory.c.
771  */
772 void pgd_clear_bad(pgd_t *);
773
774 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
775 void p4d_clear_bad(p4d_t *);
776 #else
777 #define p4d_clear_bad(p4d)        do { } while (0)
778 #endif
779
780 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
781 void pud_clear_bad(pud_t *);
782 #else
783 #define pud_clear_bad(p4d)        do { } while (0)
784 #endif
785
786 void pmd_clear_bad(pmd_t *);
787
788 static inline int pgd_none_or_clear_bad(pgd_t *pgd)
789 {
790         if (pgd_none(*pgd))
791                 return 1;
792         if (unlikely(pgd_bad(*pgd))) {
793                 pgd_clear_bad(pgd);
794                 return 1;
795         }
796         return 0;
797 }
798
799 static inline int p4d_none_or_clear_bad(p4d_t *p4d)
800 {
801         if (p4d_none(*p4d))
802                 return 1;
803         if (unlikely(p4d_bad(*p4d))) {
804                 p4d_clear_bad(p4d);
805                 return 1;
806         }
807         return 0;
808 }
809
810 static inline int pud_none_or_clear_bad(pud_t *pud)
811 {
812         if (pud_none(*pud))
813                 return 1;
814         if (unlikely(pud_bad(*pud))) {
815                 pud_clear_bad(pud);
816                 return 1;
817         }
818         return 0;
819 }
820
821 static inline int pmd_none_or_clear_bad(pmd_t *pmd)
822 {
823         if (pmd_none(*pmd))
824                 return 1;
825         if (unlikely(pmd_bad(*pmd))) {
826                 pmd_clear_bad(pmd);
827                 return 1;
828         }
829         return 0;
830 }
831
832 static inline pte_t __ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
833                                              unsigned long addr,
834                                              pte_t *ptep)
835 {
836         /*
837          * Get the current pte state, but zero it out to make it
838          * non-present, preventing the hardware from asynchronously
839          * updating it.
840          */
841         return ptep_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, ptep);
842 }
843
844 static inline void __ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
845                                              unsigned long addr,
846                                              pte_t *ptep, pte_t pte)
847 {
848         /*
849          * The pte is non-present, so there's no hardware state to
850          * preserve.
851          */
852         set_pte_at(vma->vm_mm, addr, ptep, pte);
853 }
854
855 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
856 /*
857  * Start a pte protection read-modify-write transaction, which
858  * protects against asynchronous hardware modifications to the pte.
859  * The intention is not to prevent the hardware from making pte
860  * updates, but to prevent any updates it may make from being lost.
861  *
862  * This does not protect against other software modifications of the
863  * pte; the appropriate pte lock must be held over the transation.
864  *
865  * Note that this interface is intended to be batchable, meaning that
866  * ptep_modify_prot_commit may not actually update the pte, but merely
867  * queue the update to be done at some later time.  The update must be
868  * actually committed before the pte lock is released, however.
869  */
870 static inline pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
871                                            unsigned long addr,
872                                            pte_t *ptep)
873 {
874         return __ptep_modify_prot_start(vma, addr, ptep);
875 }
876
877 /*
878  * Commit an update to a pte, leaving any hardware-controlled bits in
879  * the PTE unmodified.
880  */
881 static inline void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
882                                            unsigned long addr,
883                                            pte_t *ptep, pte_t old_pte, pte_t pte)
884 {
885         __ptep_modify_prot_commit(vma, addr, ptep, pte);
886 }
887 #endif /* __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION */
888 #endif /* CONFIG_MMU */
889
890 /*
891  * No-op macros that just return the current protection value. Defined here
892  * because these macros can be used even if CONFIG_MMU is not defined.
893  */
894
895 #ifndef pgprot_nx
896 #define pgprot_nx(prot) (prot)
897 #endif
898
899 #ifndef pgprot_noncached
900 #define pgprot_noncached(prot)  (prot)
901 #endif
902
903 #ifndef pgprot_writecombine
904 #define pgprot_writecombine pgprot_noncached
905 #endif
906
907 #ifndef pgprot_writethrough
908 #define pgprot_writethrough pgprot_noncached
909 #endif
910
911 #ifndef pgprot_device
912 #define pgprot_device pgprot_noncached
913 #endif
914
915 #ifdef CONFIG_MMU
916 #ifndef pgprot_modify
917 #define pgprot_modify pgprot_modify
918 static inline pgprot_t pgprot_modify(pgprot_t oldprot, pgprot_t newprot)
919 {
920         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_noncached(oldprot)))
921                 newprot = pgprot_noncached(newprot);
922         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_writecombine(oldprot)))
923                 newprot = pgprot_writecombine(newprot);
924         if (pgprot_val(oldprot) == pgprot_val(pgprot_device(oldprot)))
925                 newprot = pgprot_device(newprot);
926         return newprot;
927 }
928 #endif
929 #endif /* CONFIG_MMU */
930
931 #ifndef pgprot_encrypted
932 #define pgprot_encrypted(prot)  (prot)
933 #endif
934
935 #ifndef pgprot_decrypted
936 #define pgprot_decrypted(prot)  (prot)
937 #endif
938
939 /*
940  * A facility to provide lazy MMU batching.  This allows PTE updates and
941  * page invalidations to be delayed until a call to leave lazy MMU mode
942  * is issued.  Some architectures may benefit from doing this, and it is
943  * beneficial for both shadow and direct mode hypervisors, which may batch
944  * the PTE updates which happen during this window.  Note that using this
945  * interface requires that read hazards be removed from the code.  A read
946  * hazard could result in the direct mode hypervisor case, since the actual
947  * write to the page tables may not yet have taken place, so reads though
948  * a raw PTE pointer after it has been modified are not guaranteed to be
949  * up to date.  This mode can only be entered and left under the protection of
950  * the page table locks for all page tables which may be modified.  In the UP
951  * case, this is required so that preemption is disabled, and in the SMP case,
952  * it must synchronize the delayed page table writes properly on other CPUs.
953  */
954 #ifndef __HAVE_ARCH_ENTER_LAZY_MMU_MODE
955 #define arch_enter_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
956 #define arch_leave_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
957 #define arch_flush_lazy_mmu_mode()      do {} while (0)
958 #endif
959
960 /*
961  * A facility to provide batching of the reload of page tables and
962  * other process state with the actual context switch code for
963  * paravirtualized guests.  By convention, only one of the batched
964  * update (lazy) modes (CPU, MMU) should be active at any given time,
965  * entry should never be nested, and entry and exits should always be
966  * paired.  This is for sanity of maintaining and reasoning about the
967  * kernel code.  In this case, the exit (end of the context switch) is
968  * in architecture-specific code, and so doesn't need a generic
969  * definition.
970  */
971 #ifndef __HAVE_ARCH_START_CONTEXT_SWITCH
972 #define arch_start_context_switch(prev) do {} while (0)
973 #endif
974
975 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY
976 #ifndef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
977 static inline pmd_t pmd_swp_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
978 {
979         return pmd;
980 }
981
982 static inline int pmd_swp_soft_dirty(pmd_t pmd)
983 {
984         return 0;
985 }
986
987 static inline pmd_t pmd_swp_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
988 {
989         return pmd;
990 }
991 #endif
992 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_SOFT_DIRTY */
993 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
994 {
995         return 0;
996 }
997
998 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
999 {
1000         return 0;
1001 }
1002
1003 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
1004 {
1005         return pte;
1006 }
1007
1008 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1009 {
1010         return pmd;
1011 }
1012
1013 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
1014 {
1015         return pte;
1016 }
1017
1018 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1019 {
1020         return pmd;
1021 }
1022
1023 static inline pte_t pte_swp_mksoft_dirty(pte_t pte)
1024 {
1025         return pte;
1026 }
1027
1028 static inline int pte_swp_soft_dirty(pte_t pte)
1029 {
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 static inline pte_t pte_swp_clear_soft_dirty(pte_t pte)
1034 {
1035         return pte;
1036 }
1037
1038 static inline pmd_t pmd_swp_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
1039 {
1040         return pmd;
1041 }
1042
1043 static inline int pmd_swp_soft_dirty(pmd_t pmd)
1044 {
1045         return 0;
1046 }
1047
1048 static inline pmd_t pmd_swp_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
1049 {
1050         return pmd;
1051 }
1052 #endif
1053
1054 #ifndef __HAVE_PFNMAP_TRACKING
1055 /*
1056  * Interfaces that can be used by architecture code to keep track of
1057  * memory type of pfn mappings specified by the remap_pfn_range,
1058  * vmf_insert_pfn.
1059  */
1060
1061 /*
1062  * track_pfn_remap is called when a _new_ pfn mapping is being established
1063  * by remap_pfn_range() for physical range indicated by pfn and size.
1064  */
1065 static inline int track_pfn_remap(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1066                                   unsigned long pfn, unsigned long addr,
1067                                   unsigned long size)
1068 {
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * track_pfn_insert is called when a _new_ single pfn is established
1074  * by vmf_insert_pfn().
1075  */
1076 static inline void track_pfn_insert(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1077                                     pfn_t pfn)
1078 {
1079 }
1080
1081 /*
1082  * track_pfn_copy is called when vma that is covering the pfnmap gets
1083  * copied through copy_page_range().
1084  */
1085 static inline int track_pfn_copy(struct vm_area_struct *vma)
1086 {
1087         return 0;
1088 }
1089
1090 /*
1091  * untrack_pfn is called while unmapping a pfnmap for a region.
1092  * untrack can be called for a specific region indicated by pfn and size or
1093  * can be for the entire vma (in which case pfn, size are zero).
1094  */
1095 static inline void untrack_pfn(struct vm_area_struct *vma,
1096                                unsigned long pfn, unsigned long size)
1097 {
1098 }
1099
1100 /*
1101  * untrack_pfn_moved is called while mremapping a pfnmap for a new region.
1102  */
1103 static inline void untrack_pfn_moved(struct vm_area_struct *vma)
1104 {
1105 }
1106 #else
1107 extern int track_pfn_remap(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1108                            unsigned long pfn, unsigned long addr,
1109                            unsigned long size);
1110 extern void track_pfn_insert(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
1111                              pfn_t pfn);
1112 extern int track_pfn_copy(struct vm_area_struct *vma);
1113 extern void untrack_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long pfn,
1114                         unsigned long size);
1115 extern void untrack_pfn_moved(struct vm_area_struct *vma);
1116 #endif
1117
1118 #ifdef __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
1119 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1120 {
1121         extern unsigned long zero_pfn;
1122         unsigned long offset_from_zero_pfn = pfn - zero_pfn;
1123         return offset_from_zero_pfn <= (zero_page_mask >> PAGE_SHIFT);
1124 }
1125
1126 #define my_zero_pfn(addr)       page_to_pfn(ZERO_PAGE(addr))
1127
1128 #else
1129 static inline int is_zero_pfn(unsigned long pfn)
1130 {
1131         extern unsigned long zero_pfn;
1132         return pfn == zero_pfn;
1133 }
1134
1135 static inline unsigned long my_zero_pfn(unsigned long addr)
1136 {
1137         extern unsigned long zero_pfn;
1138         return zero_pfn;
1139 }
1140 #endif
1141
1142 #ifdef CONFIG_MMU
1143
1144 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1145 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1146 {
1147         return 0;
1148 }
1149 #ifndef pmd_write
1150 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
1151 {
1152         BUG();
1153         return 0;
1154 }
1155 #endif /* pmd_write */
1156 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1157
1158 #ifndef pud_write
1159 static inline int pud_write(pud_t pud)
1160 {
1161         BUG();
1162         return 0;
1163 }
1164 #endif /* pud_write */
1165
1166 #if !defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1167 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
1168 {
1169         return 0;
1170 }
1171 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
1172 {
1173         return 0;
1174 }
1175 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
1176 {
1177         return 0;
1178 }
1179 #endif
1180
1181 #if !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || \
1182         (defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && \
1183          !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD))
1184 static inline int pud_trans_huge(pud_t pud)
1185 {
1186         return 0;
1187 }
1188 #endif
1189
1190 /* See pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad for discussion. */
1191 static inline int pud_none_or_trans_huge_or_dev_or_clear_bad(pud_t *pud)
1192 {
1193         pud_t pudval = READ_ONCE(*pud);
1194
1195         if (pud_none(pudval) || pud_trans_huge(pudval) || pud_devmap(pudval))
1196                 return 1;
1197         if (unlikely(pud_bad(pudval))) {
1198                 pud_clear_bad(pud);
1199                 return 1;
1200         }
1201         return 0;
1202 }
1203
1204 /* See pmd_trans_unstable for discussion. */
1205 static inline int pud_trans_unstable(pud_t *pud)
1206 {
1207 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) &&                     \
1208         defined(CONFIG_HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE_PUD)
1209         return pud_none_or_trans_huge_or_dev_or_clear_bad(pud);
1210 #else
1211         return 0;
1212 #endif
1213 }
1214
1215 #ifndef pmd_read_atomic
1216 static inline pmd_t pmd_read_atomic(pmd_t *pmdp)
1217 {
1218         /*
1219          * Depend on compiler for an atomic pmd read. NOTE: this is
1220          * only going to work, if the pmdval_t isn't larger than
1221          * an unsigned long.
1222          */
1223         return *pmdp;
1224 }
1225 #endif
1226
1227 #ifndef arch_needs_pgtable_deposit
1228 #define arch_needs_pgtable_deposit() (false)
1229 #endif
1230 /*
1231  * This function is meant to be used by sites walking pagetables with
1232  * the mmap_lock held in read mode to protect against MADV_DONTNEED and
1233  * transhuge page faults. MADV_DONTNEED can convert a transhuge pmd
1234  * into a null pmd and the transhuge page fault can convert a null pmd
1235  * into an hugepmd or into a regular pmd (if the hugepage allocation
1236  * fails). While holding the mmap_lock in read mode the pmd becomes
1237  * stable and stops changing under us only if it's not null and not a
1238  * transhuge pmd. When those races occurs and this function makes a
1239  * difference vs the standard pmd_none_or_clear_bad, the result is
1240  * undefined so behaving like if the pmd was none is safe (because it
1241  * can return none anyway). The compiler level barrier() is critically
1242  * important to compute the two checks atomically on the same pmdval.
1243  *
1244  * For 32bit kernels with a 64bit large pmd_t this automatically takes
1245  * care of reading the pmd atomically to avoid SMP race conditions
1246  * against pmd_populate() when the mmap_lock is hold for reading by the
1247  * caller (a special atomic read not done by "gcc" as in the generic
1248  * version above, is also needed when THP is disabled because the page
1249  * fault can populate the pmd from under us).
1250  */
1251 static inline int pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd_t *pmd)
1252 {
1253         pmd_t pmdval = pmd_read_atomic(pmd);
1254         /*
1255          * The barrier will stabilize the pmdval in a register or on
1256          * the stack so that it will stop changing under the code.
1257          *
1258          * When CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE=y on x86 32bit PAE,
1259          * pmd_read_atomic is allowed to return a not atomic pmdval
1260          * (for example pointing to an hugepage that has never been
1261          * mapped in the pmd). The below checks will only care about
1262          * the low part of the pmd with 32bit PAE x86 anyway, with the
1263          * exception of pmd_none(). So the important thing is that if
1264          * the low part of the pmd is found null, the high part will
1265          * be also null or the pmd_none() check below would be
1266          * confused.
1267          */
1268 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1269         barrier();
1270 #endif
1271         /*
1272          * !pmd_present() checks for pmd migration entries
1273          *
1274          * The complete check uses is_pmd_migration_entry() in linux/swapops.h
1275          * But using that requires moving current function and pmd_trans_unstable()
1276          * to linux/swapops.h to resovle dependency, which is too much code move.
1277          *
1278          * !pmd_present() is equivalent to is_pmd_migration_entry() currently,
1279          * because !pmd_present() pages can only be under migration not swapped
1280          * out.
1281          *
1282          * pmd_none() is preseved for future condition checks on pmd migration
1283          * entries and not confusing with this function name, although it is
1284          * redundant with !pmd_present().
1285          */
1286         if (pmd_none(pmdval) || pmd_trans_huge(pmdval) ||
1287                 (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION) && !pmd_present(pmdval)))
1288                 return 1;
1289         if (unlikely(pmd_bad(pmdval))) {
1290                 pmd_clear_bad(pmd);
1291                 return 1;
1292         }
1293         return 0;
1294 }
1295
1296 /*
1297  * This is a noop if Transparent Hugepage Support is not built into
1298  * the kernel. Otherwise it is equivalent to
1299  * pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(), and shall only be called in
1300  * places that already verified the pmd is not none and they want to
1301  * walk ptes while holding the mmap sem in read mode (write mode don't
1302  * need this). If THP is not enabled, the pmd can't go away under the
1303  * code even if MADV_DONTNEED runs, but if THP is enabled we need to
1304  * run a pmd_trans_unstable before walking the ptes after
1305  * split_huge_pmd returns (because it may have run when the pmd become
1306  * null, but then a page fault can map in a THP and not a regular page).
1307  */
1308 static inline int pmd_trans_unstable(pmd_t *pmd)
1309 {
1310 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1311         return pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd);
1312 #else
1313         return 0;
1314 #endif
1315 }
1316
1317 #ifndef CONFIG_NUMA_BALANCING
1318 /*
1319  * Technically a PTE can be PROTNONE even when not doing NUMA balancing but
1320  * the only case the kernel cares is for NUMA balancing and is only ever set
1321  * when the VMA is accessible. For PROT_NONE VMAs, the PTEs are not marked
1322  * _PAGE_PROTNONE so by default, implement the helper as "always no". It
1323  * is the responsibility of the caller to distinguish between PROT_NONE
1324  * protections and NUMA hinting fault protections.
1325  */
1326 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
1327 {
1328         return 0;
1329 }
1330
1331 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
1332 {
1333         return 0;
1334 }
1335 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1336
1337 #endif /* CONFIG_MMU */
1338
1339 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP
1340
1341 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1342 int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1343 int p4d_clear_huge(p4d_t *p4d);
1344 #else
1345 static inline int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1346 {
1347         return 0;
1348 }
1349 static inline int p4d_clear_huge(p4d_t *p4d)
1350 {
1351         return 0;
1352 }
1353 #endif /* !__PAGETABLE_P4D_FOLDED */
1354
1355 int pud_set_huge(pud_t *pud, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1356 int pmd_set_huge(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, pgprot_t prot);
1357 int pud_clear_huge(pud_t *pud);
1358 int pmd_clear_huge(pmd_t *pmd);
1359 int p4d_free_pud_page(p4d_t *p4d, unsigned long addr);
1360 int pud_free_pmd_page(pud_t *pud, unsigned long addr);
1361 int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmd, unsigned long addr);
1362 #else   /* !CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
1363 static inline int p4d_set_huge(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1364 {
1365         return 0;
1366 }
1367 static inline int pud_set_huge(pud_t *pud, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1368 {
1369         return 0;
1370 }
1371 static inline int pmd_set_huge(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, pgprot_t prot)
1372 {
1373         return 0;
1374 }
1375 static inline int p4d_clear_huge(p4d_t *p4d)
1376 {
1377         return 0;
1378 }
1379 static inline int pud_clear_huge(pud_t *pud)
1380 {
1381         return 0;
1382 }
1383 static inline int pmd_clear_huge(pmd_t *pmd)
1384 {
1385         return 0;
1386 }
1387 static inline int p4d_free_pud_page(p4d_t *p4d, unsigned long addr)
1388 {
1389         return 0;
1390 }
1391 static inline int pud_free_pmd_page(pud_t *pud, unsigned long addr)
1392 {
1393         return 0;
1394 }
1395 static inline int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmd, unsigned long addr)
1396 {
1397         return 0;
1398 }
1399 #endif  /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
1400
1401 #ifndef __HAVE_ARCH_FLUSH_PMD_TLB_RANGE
1402 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1403 /*
1404  * ARCHes with special requirements for evicting THP backing TLB entries can
1405  * implement this. Otherwise also, it can help optimize normal TLB flush in
1406  * THP regime. Stock flush_tlb_range() typically has optimization to nuke the
1407  * entire TLB if flush span is greater than a threshold, which will
1408  * likely be true for a single huge page. Thus a single THP flush will
1409  * invalidate the entire TLB which is not desirable.
1410  * e.g. see arch/arc: flush_pmd_tlb_range
1411  */
1412 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     flush_tlb_range(vma, addr, end)
1413 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     flush_tlb_range(vma, addr, end)
1414 #else
1415 #define flush_pmd_tlb_range(vma, addr, end)     BUILD_BUG()
1416 #define flush_pud_tlb_range(vma, addr, end)     BUILD_BUG()
1417 #endif
1418 #endif
1419
1420 struct file;
1421 int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long pfn,
1422                         unsigned long size, pgprot_t *vma_prot);
1423
1424 #ifndef CONFIG_X86_ESPFIX64
1425 static inline void init_espfix_bsp(void) { }
1426 #endif
1427
1428 extern void __init pgtable_cache_init(void);
1429
1430 #ifndef __HAVE_ARCH_PFN_MODIFY_ALLOWED
1431 static inline bool pfn_modify_allowed(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1432 {
1433         return true;
1434 }
1435
1436 static inline bool arch_has_pfn_modify_check(void)
1437 {
1438         return false;
1439 }
1440 #endif /* !_HAVE_ARCH_PFN_MODIFY_ALLOWED */
1441
1442 /*
1443  * Architecture PAGE_KERNEL_* fallbacks
1444  *
1445  * Some architectures don't define certain PAGE_KERNEL_* flags. This is either
1446  * because they really don't support them, or the port needs to be updated to
1447  * reflect the required functionality. Below are a set of relatively safe
1448  * fallbacks, as best effort, which we can count on in lieu of the architectures
1449  * not defining them on their own yet.
1450  */
1451
1452 #ifndef PAGE_KERNEL_RO
1453 # define PAGE_KERNEL_RO PAGE_KERNEL
1454 #endif
1455
1456 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1457 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1458 #endif
1459
1460 /*
1461  * Page Table Modification bits for pgtbl_mod_mask.
1462  *
1463  * These are used by the p?d_alloc_track*() set of functions an in the generic
1464  * vmalloc/ioremap code to track at which page-table levels entries have been
1465  * modified. Based on that the code can better decide when vmalloc and ioremap
1466  * mapping changes need to be synchronized to other page-tables in the system.
1467  */
1468 #define         __PGTBL_PGD_MODIFIED    0
1469 #define         __PGTBL_P4D_MODIFIED    1
1470 #define         __PGTBL_PUD_MODIFIED    2
1471 #define         __PGTBL_PMD_MODIFIED    3
1472 #define         __PGTBL_PTE_MODIFIED    4
1473
1474 #define         PGTBL_PGD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PGD_MODIFIED)
1475 #define         PGTBL_P4D_MODIFIED      BIT(__PGTBL_P4D_MODIFIED)
1476 #define         PGTBL_PUD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PUD_MODIFIED)
1477 #define         PGTBL_PMD_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PMD_MODIFIED)
1478 #define         PGTBL_PTE_MODIFIED      BIT(__PGTBL_PTE_MODIFIED)
1479
1480 /* Page-Table Modification Mask */
1481 typedef unsigned int pgtbl_mod_mask;
1482
1483 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1484
1485 #if !defined(MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS) && !defined(CONFIG_64BIT)
1486 #ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1487 /*
1488  * ZSMALLOC needs to know the highest PFN on 32-bit architectures
1489  * with physical address space extension, but falls back to
1490  * BITS_PER_LONG otherwise.
1491  */
1492 #error Missing MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS definition
1493 #else
1494 #define MAX_POSSIBLE_PHYSMEM_BITS 32
1495 #endif
1496 #endif
1497
1498 #ifndef has_transparent_hugepage
1499 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1500 #define has_transparent_hugepage() 1
1501 #else
1502 #define has_transparent_hugepage() 0
1503 #endif
1504 #endif
1505
1506 /*
1507  * On some architectures it depends on the mm if the p4d/pud or pmd
1508  * layer of the page table hierarchy is folded or not.
1509  */
1510 #ifndef mm_p4d_folded
1511 #define mm_p4d_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_P4D_FOLDED)
1512 #endif
1513
1514 #ifndef mm_pud_folded
1515 #define mm_pud_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED)
1516 #endif
1517
1518 #ifndef mm_pmd_folded
1519 #define mm_pmd_folded(mm)       __is_defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED)
1520 #endif
1521
1522 #ifndef p4d_offset_lockless
1523 #define p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, address) p4d_offset(&(pgd), address)
1524 #endif
1525 #ifndef pud_offset_lockless
1526 #define pud_offset_lockless(p4dp, p4d, address) pud_offset(&(p4d), address)
1527 #endif
1528 #ifndef pmd_offset_lockless
1529 #define pmd_offset_lockless(pudp, pud, address) pmd_offset(&(pud), address)
1530 #endif
1531
1532 /*
1533  * p?d_leaf() - true if this entry is a final mapping to a physical address.
1534  * This differs from p?d_huge() by the fact that they are always available (if
1535  * the architecture supports large pages at the appropriate level) even
1536  * if CONFIG_HUGETLB_PAGE is not defined.
1537  * Only meaningful when called on a valid entry.
1538  */
1539 #ifndef pgd_leaf
1540 #define pgd_leaf(x)     0
1541 #endif
1542 #ifndef p4d_leaf
1543 #define p4d_leaf(x)     0
1544 #endif
1545 #ifndef pud_leaf
1546 #define pud_leaf(x)     0
1547 #endif
1548 #ifndef pmd_leaf
1549 #define pmd_leaf(x)     0
1550 #endif
1551
1552 #ifndef pgd_leaf_size
1553 #define pgd_leaf_size(x) (1ULL << PGDIR_SHIFT)
1554 #endif
1555 #ifndef p4d_leaf_size
1556 #define p4d_leaf_size(x) P4D_SIZE
1557 #endif
1558 #ifndef pud_leaf_size
1559 #define pud_leaf_size(x) PUD_SIZE
1560 #endif
1561 #ifndef pmd_leaf_size
1562 #define pmd_leaf_size(x) PMD_SIZE
1563 #endif
1564 #ifndef pte_leaf_size
1565 #define pte_leaf_size(x) PAGE_SIZE
1566 #endif
1567
1568 #endif /* _LINUX_PGTABLE_H */