include/asm-sparc64/pgtable.h

   1 /* $Id: pgtable.h,v 1.156 2002/02/09 19:49:31 davem Exp $
   2  * pgtable.h: SpitFire page table operations.
   3  *
   4  * Copyright 1996,1997 David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu)
   5  * Copyright 1997,1998 Jakub Jelinek (jj@sunsite.mff.cuni.cz)
   6  */
   7
   8 #ifndef _SPARC64_PGTABLE_H
   9 #define _SPARC64_PGTABLE_H
  10
  11 /* This file contains the functions and defines necessary to modify and use
  12  * the SpitFire page tables.
  13  */
  14
  15 #include <linux/config.h>
  16 #include <asm/spitfire.h>
  17 #include <asm/asi.h>
  18 #include <asm/system.h>
  19 #include <asm/page.h>
  20 #include <asm/processor.h>
  21
  22 /* The kernel image occupies 0x4000000 to 0x1000000 (4MB --> 16MB).
  23  * The page copy blockops use 0x1000000 to 0x18000000 (16MB --> 24MB).
  24  * The PROM resides in an area spanning 0xf0000000 to 0x100000000.
  25  * The vmalloc area spans 0x140000000 to 0x200000000.
  26  * There is a single static kernel PMD which maps from 0x0 to address
  27  * 0x400000000.
  28  */
  29 #define TLBTEMP_BASE            0x0000000001000000
  30 #define MODULES_VADDR           0x0000000002000000
  31 #define MODULES_LEN             0x000000007e000000
  32 #define MODULES_END             0x0000000080000000
  33 #define VMALLOC_START           0x0000000140000000
  34 #define VMALLOC_END             0x0000000200000000
  35 #define LOW_OBP_ADDRESS         0x00000000f0000000
  36 #define HI_OBP_ADDRESS          0x0000000100000000
  37
  38 /* XXX All of this needs to be rethought so we can take advantage
  39  * XXX cheetah's full 64-bit virtual address space, ie. no more hole
  40  * XXX in the middle like on spitfire. -DaveM
  41  */
  42 /*
  43  * Given a virtual address, the lowest PAGE_SHIFT bits determine offset
  44  * into the page; the next higher PAGE_SHIFT-3 bits determine the pte#
  45  * in the proper pagetable (the -3 is from the 8 byte ptes, and each page
  46  * table is a single page long). The next higher PMD_BITS determine pmd#
  47  * in the proper pmdtable (where we must have PMD_BITS <= (PAGE_SHIFT-2)
  48  * since the pmd entries are 4 bytes, and each pmd page is a single page
  49  * long). Finally, the higher few bits determine pgde#.
  50  */
  51
  52 /* PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page table can map */
  53 #define PMD_SHIFT       (PAGE_SHIFT + (PAGE_SHIFT-3))
  54 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
  55 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
  56 #define PMD_BITS        11
  57
  58 /* PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map */
  59 #define PGDIR_SHIFT     (PAGE_SHIFT + (PAGE_SHIFT-3) + PMD_BITS)
  60 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
  61 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
  62
  63 #ifndef __ASSEMBLY__
  64
  65 #include <linux/sched.h>
  66
  67 /* Certain architectures need to do special things when pte's
  68  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
  69  * hook is made available.
  70  */
  71 #define set_pte(pteptr, pteval) ((*(pteptr)) = (pteval))
  72
  73 /* Entries per page directory level. */
  74 #define PTRS_PER_PTE            (1UL << (PAGE_SHIFT-3))
  75
  76 /* We the first one in this file, what we export to the kernel
  77  * is different so we can optimize correctly for 32-bit tasks.
  78  */
  79 #define REAL_PTRS_PER_PMD       (1UL << PMD_BITS)
  80 #define PTRS_PER_PMD            ((const int)(test_thread_flag(TIF_32BIT) ? \
  81                                  (1UL << (32 - (PAGE_SHIFT-3) - PAGE_SHIFT)) : (REAL_PTRS_PER_PMD)))
  82
  83 /*
  84  * We cannot use the top address range because VPTE table lives there. This
  85  * formula finds the total legal virtual space in the processor, subtracts the
  86  * vpte size, then aligns it to the number of bytes mapped by one pgde, and
  87  * thus calculates the number of pgdes needed.
  88  */
  89 #define PTRS_PER_PGD    (((1UL << VA_BITS) - VPTE_SIZE + (1UL << (PAGE_SHIFT + \
  90                         (PAGE_SHIFT-3) + PMD_BITS)) - 1) / (1UL << (PAGE_SHIFT + \
  91                         (PAGE_SHIFT-3) + PMD_BITS)))
  92
  93 /* Kernel has a separate 44bit address space. */
  94 #define USER_PTRS_PER_PGD       ((const int)(test_thread_flag(TIF_32BIT)) ? \
  95                                  (1) : (PTRS_PER_PGD))
  96 #define FIRST_USER_PGD_NR       0
  97
  98 #define pte_ERROR(e)    __builtin_trap()
  99 #define pmd_ERROR(e)    __builtin_trap()
 100 #define pgd_ERROR(e)    __builtin_trap()
 101
 102 #endif /* !(__ASSEMBLY__) */
 103
 104 /* Spitfire/Cheetah TTE bits. */
 105 #define _PAGE_VALID     0x8000000000000000      /* Valid TTE                          */
 106 #define _PAGE_R         0x8000000000000000      /* Used to keep ref bit up to date    */
 107 #define _PAGE_SZ4MB     0x6000000000000000      /* 4MB Page                           */
 108 #define _PAGE_SZ512K    0x4000000000000000      /* 512K Page                          */
 109 #define _PAGE_SZ64K     0x2000000000000000      /* 64K Page                           */
 110 #define _PAGE_SZ8K      0x0000000000000000      /* 8K Page                            */
 111 #define _PAGE_NFO       0x1000000000000000      /* No Fault Only                      */
 112 #define _PAGE_IE        0x0800000000000000      /* Invert Endianness                  */
 113 #define _PAGE_SN        0x0000800000000000      /* (Cheetah) Snoop                    */
 114 #define _PAGE_PADDR_SF  0x000001FFFFFFE000      /* (Spitfire) Phys Address [40:13]    */
 115 #define _PAGE_PADDR     0x000007FFFFFFE000      /* (Cheetah) Phys Address [42:13]     */
 116 #define _PAGE_SOFT      0x0000000000001F80      /* Software bits                      */
 117 #define _PAGE_L         0x0000000000000040      /* Locked TTE                         */
 118 #define _PAGE_CP        0x0000000000000020      /* Cacheable in Physical Cache        */
 119 #define _PAGE_CV        0x0000000000000010      /* Cacheable in Virtual Cache         */
 120 #define _PAGE_E         0x0000000000000008      /* side-Effect                        */
 121 #define _PAGE_P         0x0000000000000004      /* Privileged Page                    */
 122 #define _PAGE_W         0x0000000000000002      /* Writable                           */
 123 #define _PAGE_G         0x0000000000000001      /* Global                             */
 124
 125 /* Here are the SpitFire software bits we use in the TTE's. */
 126 #define _PAGE_FILE      0x0000000000001000      /* Pagecache page                     */
 127 #define _PAGE_MODIFIED  0x0000000000000800      /* Modified Page (ie. dirty)          */
 128 #define _PAGE_ACCESSED  0x0000000000000400      /* Accessed Page (ie. referenced)     */
 129 #define _PAGE_READ      0x0000000000000200      /* Readable SW Bit                    */
 130 #define _PAGE_WRITE     0x0000000000000100      /* Writable SW Bit                    */
 131 #define _PAGE_PRESENT   0x0000000000000080      /* Present Page (ie. not swapped out) */
 132
 133 #if PAGE_SHIFT == 13
 134 #define _PAGE_SZBITS    _PAGE_SZ8K
 135 #elif PAGE_SHIFT == 16
 136 #define _PAGE_SZBITS    _PAGE_SZ64K
 137 #elif PAGE_SHIFT == 19
 138 #define _PAGE_SZBITS    _PAGE_SZ512K
 139 #elif PAGE_SHIFT == 22
 140 #define _PAGE_SZBITS    _PAGE_SZ4MB
 141 #else
 142 #error Wrong PAGE_SHIFT specified
 143 #endif
 144
 145 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_4MB)
 146 #define _PAGE_SZHUGE    _PAGE_SZ4MB
 147 #elif defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_512K)
 148 #define _PAGE_SZHUGE    _PAGE_SZ512K
 149 #elif defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_64K)
 150 #define _PAGE_SZHUGE    _PAGE_SZ64K
 151 #endif
 152
 153 #define _PAGE_CACHE     (_PAGE_CP | _PAGE_CV)
 154
 155 #define __DIRTY_BITS    (_PAGE_MODIFIED | _PAGE_WRITE | _PAGE_W)
 156 #define __ACCESS_BITS   (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_READ | _PAGE_R)
 157 #define __PRIV_BITS     _PAGE_P
 158
 159 #define PAGE_NONE       __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_CACHE)
 160
 161 /* Don't set the TTE _PAGE_W bit here, else the dirty bit never gets set. */
 162 #define PAGE_SHARED     __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | _PAGE_CACHE | \
 163                                   __ACCESS_BITS | _PAGE_WRITE)
 164
 165 #define PAGE_COPY       __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | _PAGE_CACHE | \
 166                                   __ACCESS_BITS)
 167
 168 #define PAGE_READONLY   __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | _PAGE_CACHE | \
 169                                   __ACCESS_BITS)
 170
 171 #define PAGE_KERNEL     __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | _PAGE_CACHE | \
 172                                   __PRIV_BITS | __ACCESS_BITS | __DIRTY_BITS)
 173
 174 #define _PFN_MASK       _PAGE_PADDR
 175
 176 #define pg_iobits (_PAGE_VALID | _PAGE_PRESENT | __DIRTY_BITS | __ACCESS_BITS | _PAGE_E)
 177
 178 #define __P000  PAGE_NONE
 179 #define __P001  PAGE_READONLY
 180 #define __P010  PAGE_COPY
 181 #define __P011  PAGE_COPY
 182 #define __P100  PAGE_READONLY
 183 #define __P101  PAGE_READONLY
 184 #define __P110  PAGE_COPY
 185 #define __P111  PAGE_COPY
 186
 187 #define __S000  PAGE_NONE
 188 #define __S001  PAGE_READONLY
 189 #define __S010  PAGE_SHARED
 190 #define __S011  PAGE_SHARED
 191 #define __S100  PAGE_READONLY
 192 #define __S101  PAGE_READONLY
 193 #define __S110  PAGE_SHARED
 194 #define __S111  PAGE_SHARED
 195
 196 #ifndef __ASSEMBLY__
 197
 198 extern unsigned long phys_base;
 199 extern unsigned long pfn_base;
 200
 201 extern struct page *mem_map_zero;
 202 #define ZERO_PAGE(vaddr)        (mem_map_zero)
 203
 204 /* PFNs are real physical page numbers.  However, mem_map only begins to record
 205  * per-page information starting at pfn_base.  This is to handle systems where
 206  * the first physical page in the machine is at some huge physical address, such
 207  * as 4GB.   This is common on a partitioned E10000, for example.
 208  */
 209
 210 #define pfn_pte(pfn, prot)      \
 211         __pte(((pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot) | _PAGE_SZBITS)
 212 #define mk_pte(page, pgprot)    pfn_pte(page_to_pfn(page), (pgprot))
 213
 214 #define pte_pfn(x)              ((pte_val(x) & _PAGE_PADDR)>>PAGE_SHIFT)
 215 #define pte_page(x)             pfn_to_page(pte_pfn(x))
 216
 217 #define page_pte_prot(page, prot)       mk_pte(page, prot)
 218 #define page_pte(page)                  page_pte_prot(page, __pgprot(0))
 219
 220 static inline pte_t pte_modify(pte_t orig_pte, pgprot_t new_prot)
 221 {
 222         pte_t __pte;
 223         const unsigned long preserve_mask = (_PFN_MASK |
 224                                              _PAGE_MODIFIED | _PAGE_ACCESSED |
 225                                              _PAGE_CACHE | _PAGE_E |
 226                                              _PAGE_PRESENT | _PAGE_SZBITS);
 227
 228         pte_val(__pte) = (pte_val(orig_pte) & preserve_mask) |
 229                 (pgprot_val(new_prot) & ~preserve_mask);
 230
 231         return __pte;
 232 }
 233 #define pmd_set(pmdp, ptep)     \
 234         (pmd_val(*(pmdp)) = (__pa((unsigned long) (ptep)) >> 11UL))
 235 #define pgd_set(pgdp, pmdp)     \
 236         (pgd_val(*(pgdp)) = (__pa((unsigned long) (pmdp)) >> 11UL))
 237 #define __pmd_page(pmd)         \
 238         ((unsigned long) __va((((unsigned long)pmd_val(pmd))<<11UL)))
 239 #define pmd_page(pmd)                   virt_to_page((void *)__pmd_page(pmd))
 240 #define pgd_page(pgd)           \
 241         ((unsigned long) __va((((unsigned long)pgd_val(pgd))<<11UL)))
 242 #define pte_none(pte)                   (!pte_val(pte))
 243 #define pte_present(pte)                (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT)
 244 #define pte_clear(pte)                  (pte_val(*(pte)) = 0UL)
 245 #define pmd_none(pmd)                   (!pmd_val(pmd))
 246 #define pmd_bad(pmd)                    (0)
 247 #define pmd_present(pmd)                (pmd_val(pmd) != 0U)
 248 #define pmd_clear(pmdp)                 (pmd_val(*(pmdp)) = 0U)
 249 #define pgd_none(pgd)                   (!pgd_val(pgd))
 250 #define pgd_bad(pgd)                    (0)
 251 #define pgd_present(pgd)                (pgd_val(pgd) != 0U)
 252 #define pgd_clear(pgdp)                 (pgd_val(*(pgdp)) = 0U)
 253
 254 /* The following only work if pte_present() is true.
 255  * Undefined behaviour if not..
 256  */
 257 #define pte_read(pte)           (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
 258 #define pte_exec(pte)           pte_read(pte)
 259 #define pte_write(pte)          (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
 260 #define pte_dirty(pte)          (pte_val(pte) & _PAGE_MODIFIED)
 261 #define pte_young(pte)          (pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED)
 262 #define pte_wrprotect(pte)      (__pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_WRITE|_PAGE_W)))
 263 #define pte_rdprotect(pte)      (__pte(((pte_val(pte)<<1UL)>>1UL) & ~_PAGE_READ))
 264 #define pte_mkclean(pte)        (__pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_MODIFIED|_PAGE_W)))
 265 #define pte_mkold(pte)          (__pte(((pte_val(pte)<<1UL)>>1UL) & ~_PAGE_ACCESSED))
 266
 267 /* Permanent address of a page. */
 268 #define __page_address(page)    page_address(page)
 269
 270 /* Be very careful when you change these three, they are delicate. */
 271 #define pte_mkyoung(pte)        (__pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_R))
 272 #define pte_mkwrite(pte)        (__pte(pte_val(pte) | _PAGE_WRITE))
 273 #define pte_mkdirty(pte)        (__pte(pte_val(pte) | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_W))
 274
 275 /* to find an entry in a page-table-directory. */
 276 #define pgd_index(address)      (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD))
 277 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
 278
 279 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
 280 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
 281
 282 /* Find an entry in the second-level page table.. */
 283 #define pmd_offset(dir, address)        ((pmd_t *) pgd_page(*(dir)) + \
 284                                         ((address >> PMD_SHIFT) & (REAL_PTRS_PER_PMD-1)))
 285
 286 /* Find an entry in the third-level page table.. */
 287 #define pte_index(dir, address) ((pte_t *) __pmd_page(*(dir)) + \
 288                                         ((address >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1)))
 289 #define pte_offset_kernel               pte_index
 290 #define pte_offset_map                  pte_index
 291 #define pte_offset_map_nested           pte_index
 292 #define pte_unmap(pte)                  do { } while (0)
 293 #define pte_unmap_nested(pte)           do { } while (0)
 294
 295 extern pgd_t swapper_pg_dir[1];
 296
 297 /* These do nothing with the way I have things setup. */
 298 #define mmu_lockarea(vaddr, len)                (vaddr)
 299 #define mmu_unlockarea(vaddr, len)              do { } while(0)
 300
 301 struct vm_area_struct;
 302 extern void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
 303
 304 /* Make a non-present pseudo-TTE. */
 305 static inline pte_t mk_pte_io(unsigned long page, pgprot_t prot, int space)
 306 {
 307         pte_t pte;
 308         pte_val(pte) = ((page) | pgprot_val(prot) | _PAGE_E) & ~(unsigned long)_PAGE_CACHE;
 309         pte_val(pte) |= (((unsigned long)space) << 32);
 310         return pte;
 311 }
 312
 313 /* Encode and de-code a swap entry */
 314 #define __swp_type(entry)       (((entry).val >> PAGE_SHIFT) & 0xffUL)
 315 #define __swp_offset(entry)     ((entry).val >> (PAGE_SHIFT + 8UL))
 316 #define __swp_entry(type, offset)       \
 317         ( (swp_entry_t) \
 318           { \
 319                 (((long)(type) << PAGE_SHIFT) | \
 320                  ((long)(offset) << (PAGE_SHIFT + 8UL))) \
 321           } )
 322 #define __pte_to_swp_entry(pte)         ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 323 #define __swp_entry_to_pte(x)           ((pte_t) { (x).val })
 324
 325 /* File offset in PTE support. */
 326 #define pte_file(pte)           (pte_val(pte) & _PAGE_FILE)
 327 #define pte_to_pgoff(pte)       (pte_val(pte) >> PAGE_SHIFT)
 328 #define pgoff_to_pte(off)       (__pte(((off) << PAGE_SHIFT) | _PAGE_FILE))
 329 #define PTE_FILE_MAX_BITS       (64UL - PAGE_SHIFT - 1UL)
 330
 331 extern unsigned long prom_virt_to_phys(unsigned long, int *);
 332
 333 static __inline__ unsigned long
 334 sun4u_get_pte (unsigned long addr)
 335 {
 336         pgd_t *pgdp;
 337         pmd_t *pmdp;
 338         pte_t *ptep;
 339
 340         if (addr >= PAGE_OFFSET)
 341                 return addr & _PAGE_PADDR;
 342         if ((addr >= LOW_OBP_ADDRESS) && (addr < HI_OBP_ADDRESS))
 343                 return prom_virt_to_phys(addr, 0);
 344         pgdp = pgd_offset_k(addr);
 345         pmdp = pmd_offset(pgdp, addr);
 346         ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
 347         return pte_val(*ptep) & _PAGE_PADDR;
 348 }
 349
 350 static __inline__ unsigned long
 351 __get_phys (unsigned long addr)
 352 {
 353         return sun4u_get_pte (addr);
 354 }
 355
 356 static __inline__ int
 357 __get_iospace (unsigned long addr)
 358 {
 359         return ((sun4u_get_pte (addr) & 0xf0000000) >> 28);
 360 }
 361
 362 extern unsigned long *sparc64_valid_addr_bitmap;
 363
 364 /* Needs to be defined here and not in linux/mm.h, as it is arch dependent */
 365 #define kern_addr_valid(addr)   \
 366         (test_bit(__pa((unsigned long)(addr))>>22, sparc64_valid_addr_bitmap))
 367
 368 extern int io_remap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from, unsigned long offset,
 369                                unsigned long size, pgprot_t prot, int space);
 370
 371 #include <asm-generic/pgtable.h>
 372
 373 /* We provide our own get_unmapped_area to cope with VA holes for userland */
 374 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
 375
 376 /* We provide a special get_unmapped_area for framebuffer mmaps to try and use
 377  * the largest alignment possible such that larget PTEs can be used.
 378  */
 379 extern unsigned long get_fb_unmapped_area(struct file *filp, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
 380 #define HAVE_ARCH_FB_UNMAPPED_AREA
 381
 382 /*
 383  * No page table caches to initialise
 384  */
 385 #define pgtable_cache_init()    do { } while (0)
 386
 387 extern void check_pgt_cache(void);
 388
 389 typedef pte_t *pte_addr_t;
 390
 391 #endif /* !(__ASSEMBLY__) */
 392
 393 #endif /* !(_SPARC64_PGTABLE_H) */