vserver 1.9.5.x5
[linux-2.6.git] / 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 <asm-generic/pgtable-nopud.h>
16
17 #include <linux/config.h>
18 #include <asm/spitfire.h>
19 #include <asm/asi.h>
20 #include <asm/system.h>
21 #include <asm/page.h>
22 #include <asm/processor.h>
23 #include <asm/const.h>
24
25 /* The kernel image occupies 0x4000000 to 0x1000000 (4MB --> 16MB).
26  * The page copy blockops use 0x1000000 to 0x18000000 (16MB --> 24MB).
27  * The PROM resides in an area spanning 0xf0000000 to 0x100000000.
28  * The vmalloc area spans 0x140000000 to 0x200000000.
29  * There is a single static kernel PMD which maps from 0x0 to address
30  * 0x400000000.
31  */
32 #define TLBTEMP_BASE            _AC(0x0000000001000000,UL)
33 #define MODULES_VADDR           _AC(0x0000000002000000,UL)
34 #define MODULES_LEN             _AC(0x000000007e000000,UL)
35 #define MODULES_END             _AC(0x0000000080000000,UL)
36 #define VMALLOC_START           _AC(0x0000000140000000,UL)
37 #define VMALLOC_END             _AC(0x0000000200000000,UL)
38 #define LOW_OBP_ADDRESS         _AC(0x00000000f0000000,UL)
39 #define HI_OBP_ADDRESS          _AC(0x0000000100000000,UL)
40
41 /* XXX All of this needs to be rethought so we can take advantage
42  * XXX cheetah's full 64-bit virtual address space, ie. no more hole
43  * XXX in the middle like on spitfire. -DaveM
44  */
45 /*
46  * Given a virtual address, the lowest PAGE_SHIFT bits determine offset
47  * into the page; the next higher PAGE_SHIFT-3 bits determine the pte#
48  * in the proper pagetable (the -3 is from the 8 byte ptes, and each page
49  * table is a single page long). The next higher PMD_BITS determine pmd# 
50  * in the proper pmdtable (where we must have PMD_BITS <= (PAGE_SHIFT-2) 
51  * since the pmd entries are 4 bytes, and each pmd page is a single page 
52  * long). Finally, the higher few bits determine pgde#.
53  */
54
55 /* PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
56  * table can map
57  */
58 #define PMD_SHIFT       (PAGE_SHIFT + (PAGE_SHIFT-3))
59 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
60 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
61 #define PMD_BITS        11
62
63 /* PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map */
64 #define PGDIR_SHIFT     (PAGE_SHIFT + (PAGE_SHIFT-3) + PMD_BITS)
65 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
66 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
67
68 #ifndef __ASSEMBLY__
69
70 #include <linux/sched.h>
71
72 /* Entries per page directory level. */
73 #define PTRS_PER_PTE            (1UL << (PAGE_SHIFT-3))
74
75 /* We the first one in this file, what we export to the kernel
76  * is different so we can optimize correctly for 32-bit tasks.
77  */
78 #define REAL_PTRS_PER_PMD       (1UL << PMD_BITS)
79
80 /* This is gross, but unless we do this gcc retests the
81  * thread flag every interation in pmd traversal loops.
82  */
83 extern unsigned long __ptrs_per_pmd(void) __attribute_const__;
84 #define PTRS_PER_PMD            __ptrs_per_pmd()
85
86 /*
87  * We cannot use the top address range because VPTE table lives there. This
88  * formula finds the total legal virtual space in the processor, subtracts the
89  * vpte size, then aligns it to the number of bytes mapped by one pgde, and
90  * thus calculates the number of pgdes needed.
91  */
92 #define PTRS_PER_PGD (((1UL << VA_BITS) - VPTE_SIZE + (1UL << (PAGE_SHIFT + \
93                       (PAGE_SHIFT-3) + PMD_BITS)) - 1) / (1UL << (PAGE_SHIFT + \
94                       (PAGE_SHIFT-3) + PMD_BITS)))
95
96 /* Kernel has a separate 44bit address space. */
97 #define USER_PTRS_PER_PGD       ((const int)(test_thread_flag(TIF_32BIT)) ? \
98                                  (1) : (PTRS_PER_PGD))
99 #define FIRST_USER_PGD_NR       0
100
101 #define pte_ERROR(e)    __builtin_trap()
102 #define pmd_ERROR(e)    __builtin_trap()
103 #define pgd_ERROR(e)    __builtin_trap()
104
105 #endif /* !(__ASSEMBLY__) */
106
107 /* Spitfire/Cheetah TTE bits. */
108 #define _PAGE_VALID     _AC(0x8000000000000000,UL) /* Valid TTE              */
109 #define _PAGE_R         _AC(0x8000000000000000,UL) /* Keep ref bit up to date*/
110 #define _PAGE_SZ4MB     _AC(0x6000000000000000,UL) /* 4MB Page               */
111 #define _PAGE_SZ512K    _AC(0x4000000000000000,UL) /* 512K Page              */
112 #define _PAGE_SZ64K     _AC(0x2000000000000000,UL) /* 64K Page               */
113 #define _PAGE_SZ8K      _AC(0x0000000000000000,UL) /* 8K Page                */
114 #define _PAGE_NFO       _AC(0x1000000000000000,UL) /* No Fault Only          */
115 #define _PAGE_IE        _AC(0x0800000000000000,UL) /* Invert Endianness      */
116 #define _PAGE_SOFT2     _AC(0x07FC000000000000,UL) /* Software bits, set 2   */
117 #define _PAGE_RES1      _AC(0x0003000000000000,UL) /* Reserved               */
118 #define _PAGE_SN        _AC(0x0000800000000000,UL) /* (Cheetah) Snoop        */
119 #define _PAGE_RES2      _AC(0x0000780000000000,UL) /* Reserved               */
120 #define _PAGE_PADDR_SF  _AC(0x000001FFFFFFE000,UL) /* (Spitfire) paddr[40:13]*/
121 #define _PAGE_PADDR     _AC(0x000007FFFFFFE000,UL) /* (Cheetah) paddr[42:13] */
122 #define _PAGE_SOFT      _AC(0x0000000000001F80,UL) /* Software bits          */
123 #define _PAGE_L         _AC(0x0000000000000040,UL) /* Locked TTE             */
124 #define _PAGE_CP        _AC(0x0000000000000020,UL) /* Cacheable in P-Cache   */
125 #define _PAGE_CV        _AC(0x0000000000000010,UL) /* Cacheable in V-Cache   */
126 #define _PAGE_E         _AC(0x0000000000000008,UL) /* side-Effect            */
127 #define _PAGE_P         _AC(0x0000000000000004,UL) /* Privileged Page        */
128 #define _PAGE_W         _AC(0x0000000000000002,UL) /* Writable               */
129 #define _PAGE_G         _AC(0x0000000000000001,UL) /* Global                 */
130
131 /* Here are the SpitFire software bits we use in the TTE's.
132  *
133  * WARNING: If you are going to try and start using some
134  *          of the soft2 bits, you will need to make
135  *          modifications to the swap entry implementation.
136  *          For example, one thing that could happen is that
137  *          swp_entry_to_pte() would BUG_ON() if you tried
138  *          to use one of the soft2 bits for _PAGE_FILE.
139  *
140  * Like other architectures, I have aliased _PAGE_FILE with
141  * _PAGE_MODIFIED.  This works because _PAGE_FILE is never
142  * interpreted that way unless _PAGE_PRESENT is clear.
143  */
144 #define _PAGE_EXEC      _AC(0x0000000000001000,UL)      /* Executable SW bit */
145 #define _PAGE_MODIFIED  _AC(0x0000000000000800,UL)      /* Modified (dirty)  */
146 #define _PAGE_FILE      _AC(0x0000000000000800,UL)      /* Pagecache page    */
147 #define _PAGE_ACCESSED  _AC(0x0000000000000400,UL)      /* Accessed (ref'd)  */
148 #define _PAGE_READ      _AC(0x0000000000000200,UL)      /* Readable SW Bit   */
149 #define _PAGE_WRITE     _AC(0x0000000000000100,UL)      /* Writable SW Bit   */
150 #define _PAGE_PRESENT   _AC(0x0000000000000080,UL)      /* Present           */
151
152 #if PAGE_SHIFT == 13
153 #define _PAGE_SZBITS    _PAGE_SZ8K
154 #elif PAGE_SHIFT == 16
155 #define _PAGE_SZBITS    _PAGE_SZ64K
156 #elif PAGE_SHIFT == 19
157 #define _PAGE_SZBITS    _PAGE_SZ512K
158 #elif PAGE_SHIFT == 22
159 #define _PAGE_SZBITS    _PAGE_SZ4MB
160 #else
161 #error Wrong PAGE_SHIFT specified
162 #endif
163
164 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_4MB)
165 #define _PAGE_SZHUGE    _PAGE_SZ4MB
166 #elif defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_512K)
167 #define _PAGE_SZHUGE    _PAGE_SZ512K
168 #elif defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_64K)
169 #define _PAGE_SZHUGE    _PAGE_SZ64K
170 #endif
171
172 #define _PAGE_CACHE     (_PAGE_CP | _PAGE_CV)
173
174 #define __DIRTY_BITS    (_PAGE_MODIFIED | _PAGE_WRITE | _PAGE_W)
175 #define __ACCESS_BITS   (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_READ | _PAGE_R)
176 #define __PRIV_BITS     _PAGE_P
177
178 #define PAGE_NONE       __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_CACHE)
179
180 /* Don't set the TTE _PAGE_W bit here, else the dirty bit never gets set. */
181 #define PAGE_SHARED     __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | _PAGE_CACHE | \
182                                   __ACCESS_BITS | _PAGE_WRITE | _PAGE_EXEC)
183
184 #define PAGE_COPY       __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | _PAGE_CACHE | \
185                                   __ACCESS_BITS | _PAGE_EXEC)
186
187 #define PAGE_READONLY   __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | _PAGE_CACHE | \
188                                   __ACCESS_BITS | _PAGE_EXEC)
189
190 #define PAGE_KERNEL     __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | _PAGE_CACHE | \
191                                   __PRIV_BITS | \
192                                   __ACCESS_BITS | __DIRTY_BITS | _PAGE_EXEC)
193
194 #define PAGE_SHARED_NOEXEC      __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | \
195                                           _PAGE_CACHE | \
196                                           __ACCESS_BITS | _PAGE_WRITE)
197
198 #define PAGE_COPY_NOEXEC        __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | \
199                                           _PAGE_CACHE | __ACCESS_BITS)
200
201 #define PAGE_READONLY_NOEXEC    __pgprot (_PAGE_PRESENT | _PAGE_VALID | \
202                                           _PAGE_CACHE | __ACCESS_BITS)
203
204 #define _PFN_MASK       _PAGE_PADDR
205
206 #define pg_iobits (_PAGE_VALID | _PAGE_PRESENT | __DIRTY_BITS | \
207                    __ACCESS_BITS | _PAGE_E)
208
209 #define __P000  PAGE_NONE
210 #define __P001  PAGE_READONLY_NOEXEC
211 #define __P010  PAGE_COPY_NOEXEC
212 #define __P011  PAGE_COPY_NOEXEC
213 #define __P100  PAGE_READONLY
214 #define __P101  PAGE_READONLY
215 #define __P110  PAGE_COPY
216 #define __P111  PAGE_COPY
217
218 #define __S000  PAGE_NONE
219 #define __S001  PAGE_READONLY_NOEXEC
220 #define __S010  PAGE_SHARED_NOEXEC
221 #define __S011  PAGE_SHARED_NOEXEC
222 #define __S100  PAGE_READONLY
223 #define __S101  PAGE_READONLY
224 #define __S110  PAGE_SHARED
225 #define __S111  PAGE_SHARED
226
227 #ifndef __ASSEMBLY__
228
229 extern unsigned long phys_base;
230 extern unsigned long pfn_base;
231
232 extern struct page *mem_map_zero;
233 #define ZERO_PAGE(vaddr)        (mem_map_zero)
234
235 /* PFNs are real physical page numbers.  However, mem_map only begins to record
236  * per-page information starting at pfn_base.  This is to handle systems where
237  * the first physical page in the machine is at some huge physical address, such
238  * as 4GB.   This is common on a partitioned E10000, for example.
239  */
240
241 #define pfn_pte(pfn, prot)      \
242         __pte(((pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot) | _PAGE_SZBITS)
243 #define mk_pte(page, pgprot)    pfn_pte(page_to_pfn(page), (pgprot))
244
245 #define pte_pfn(x)              ((pte_val(x) & _PAGE_PADDR)>>PAGE_SHIFT)
246 #define pte_page(x)             pfn_to_page(pte_pfn(x))
247
248 #define page_pte_prot(page, prot)       mk_pte(page, prot)
249 #define page_pte(page)                  page_pte_prot(page, __pgprot(0))
250
251 static inline pte_t pte_modify(pte_t orig_pte, pgprot_t new_prot)
252 {
253         pte_t __pte;
254         const unsigned long preserve_mask = (_PFN_MASK |
255                                              _PAGE_MODIFIED | _PAGE_ACCESSED |
256                                              _PAGE_CACHE | _PAGE_E |
257                                              _PAGE_PRESENT | _PAGE_SZBITS);
258
259         pte_val(__pte) = (pte_val(orig_pte) & preserve_mask) |
260                 (pgprot_val(new_prot) & ~preserve_mask);
261
262         return __pte;
263 }
264 #define pmd_set(pmdp, ptep)     \
265         (pmd_val(*(pmdp)) = (__pa((unsigned long) (ptep)) >> 11UL))
266 #define pud_set(pudp, pmdp)     \
267         (pud_val(*(pudp)) = (__pa((unsigned long) (pmdp)) >> 11UL))
268 #define __pmd_page(pmd)         \
269         ((unsigned long) __va((((unsigned long)pmd_val(pmd))<<11UL)))
270 #define pmd_page(pmd)                   virt_to_page((void *)__pmd_page(pmd))
271 #define pud_page(pud)           \
272         ((unsigned long) __va((((unsigned long)pud_val(pud))<<11UL)))
273 #define pte_none(pte)                   (!pte_val(pte))
274 #define pte_present(pte)                (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT)
275 #define pmd_none(pmd)                   (!pmd_val(pmd))
276 #define pmd_bad(pmd)                    (0)
277 #define pmd_present(pmd)                (pmd_val(pmd) != 0U)
278 #define pmd_clear(pmdp)                 (pmd_val(*(pmdp)) = 0U)
279 #define pud_none(pud)                   (!pud_val(pud))
280 #define pud_bad(pud)                    (0)
281 #define pud_present(pud)                (pud_val(pud) != 0U)
282 #define pud_clear(pudp)                 (pud_val(*(pudp)) = 0U)
283
284 /* The following only work if pte_present() is true.
285  * Undefined behaviour if not..
286  */
287 #define pte_read(pte)           (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
288 #define pte_exec(pte)           (pte_val(pte) & _PAGE_EXEC)
289 #define pte_write(pte)          (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
290 #define pte_dirty(pte)          (pte_val(pte) & _PAGE_MODIFIED)
291 #define pte_young(pte)          (pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED)
292 #define pte_wrprotect(pte)      (__pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_WRITE|_PAGE_W)))
293 #define pte_rdprotect(pte)      \
294         (__pte(((pte_val(pte)<<1UL)>>1UL) & ~_PAGE_READ))
295 #define pte_mkclean(pte)        \
296         (__pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_MODIFIED|_PAGE_W)))
297 #define pte_mkold(pte)          \
298         (__pte(((pte_val(pte)<<1UL)>>1UL) & ~_PAGE_ACCESSED))
299
300 /* Permanent address of a page. */
301 #define __page_address(page)    page_address(page)
302
303 /* Be very careful when you change these three, they are delicate. */
304 #define pte_mkyoung(pte)        (__pte(pte_val(pte) | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_R))
305 #define pte_mkwrite(pte)        (__pte(pte_val(pte) | _PAGE_WRITE))
306 #define pte_mkdirty(pte)        (__pte(pte_val(pte) | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_W))
307
308 /* to find an entry in a page-table-directory. */
309 #define pgd_index(address)      (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD))
310 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
311
312 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
313 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
314
315 /* extract the pgd cache used for optimizing the tlb miss
316  * slow path when executing 32-bit compat processes
317  */
318 #define get_pgd_cache(pgd)      ((unsigned long) pgd_val(*pgd) << 11)
319
320 /* Find an entry in the second-level page table.. */
321 #define pmd_offset(pudp, address)       \
322         ((pmd_t *) pud_page(*(pudp)) + \
323          (((address) >> PMD_SHIFT) & (REAL_PTRS_PER_PMD-1)))
324
325 /* Find an entry in the third-level page table.. */
326 #define pte_index(dir, address) \
327         ((pte_t *) __pmd_page(*(dir)) + \
328          ((address >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1)))
329 #define pte_offset_kernel               pte_index
330 #define pte_offset_map                  pte_index
331 #define pte_offset_map_nested           pte_index
332 #define pte_unmap(pte)                  do { } while (0)
333 #define pte_unmap_nested(pte)           do { } while (0)
334
335 /* Actual page table PTE updates.  */
336 extern void tlb_batch_add(pte_t *ptep, pte_t orig);
337
338 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
339 {
340         pte_t orig = *ptep;
341
342         *ptep = pte;
343         if (pte_present(orig))
344                 tlb_batch_add(ptep, orig);
345 }
346
347 #define pte_clear(ptep)         set_pte((ptep), __pte(0UL))
348
349 extern pgd_t swapper_pg_dir[1];
350
351 /* These do nothing with the way I have things setup. */
352 #define mmu_lockarea(vaddr, len)                (vaddr)
353 #define mmu_unlockarea(vaddr, len)              do { } while(0)
354
355 struct vm_area_struct;
356 extern void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
357
358 /* Make a non-present pseudo-TTE. */
359 static inline pte_t mk_pte_io(unsigned long page, pgprot_t prot, int space)
360 {
361         pte_t pte;
362         pte_val(pte) = (((page) | pgprot_val(prot) | _PAGE_E) &
363                         ~(unsigned long)_PAGE_CACHE);
364         pte_val(pte) |= (((unsigned long)space) << 32);
365         return pte;
366 }
367
368 /* Encode and de-code a swap entry */
369 #define __swp_type(entry)       (((entry).val >> PAGE_SHIFT) & 0xffUL)
370 #define __swp_offset(entry)     ((entry).val >> (PAGE_SHIFT + 8UL))
371 #define __swp_entry(type, offset)       \
372         ( (swp_entry_t) \
373           { \
374                 (((long)(type) << PAGE_SHIFT) | \
375                  ((long)(offset) << (PAGE_SHIFT + 8UL))) \
376           } )
377 #define __pte_to_swp_entry(pte)         ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
378 #define __swp_entry_to_pte(x)           ((pte_t) { (x).val })
379
380 /* File offset in PTE support. */
381 #define pte_file(pte)           (pte_val(pte) & _PAGE_FILE)
382 #define pte_to_pgoff(pte)       (pte_val(pte) >> PAGE_SHIFT)
383 #define pgoff_to_pte(off)       (__pte(((off) << PAGE_SHIFT) | _PAGE_FILE))
384 #define PTE_FILE_MAX_BITS       (64UL - PAGE_SHIFT - 1UL)
385
386 extern unsigned long prom_virt_to_phys(unsigned long, int *);
387
388 static __inline__ unsigned long
389 sun4u_get_pte (unsigned long addr)
390 {
391         pgd_t *pgdp;
392         pud_t *pudp;
393         pmd_t *pmdp;
394         pte_t *ptep;
395
396         if (addr >= PAGE_OFFSET)
397                 return addr & _PAGE_PADDR;
398         if ((addr >= LOW_OBP_ADDRESS) && (addr < HI_OBP_ADDRESS))
399                 return prom_virt_to_phys(addr, NULL);
400         pgdp = pgd_offset_k(addr);
401         pudp = pud_offset(pgdp, addr);
402         pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
403         ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
404         return pte_val(*ptep) & _PAGE_PADDR;
405 }
406
407 static __inline__ unsigned long
408 __get_phys (unsigned long addr)
409 {
410         return sun4u_get_pte (addr);
411 }
412
413 static __inline__ int
414 __get_iospace (unsigned long addr)
415 {
416         return ((sun4u_get_pte (addr) & 0xf0000000) >> 28);
417 }
418
419 extern unsigned long *sparc64_valid_addr_bitmap;
420
421 /* Needs to be defined here and not in linux/mm.h, as it is arch dependent */
422 #define kern_addr_valid(addr)   \
423         (test_bit(__pa((unsigned long)(addr))>>22, sparc64_valid_addr_bitmap))
424
425 extern int io_remap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
426                                unsigned long offset,
427                                unsigned long size, pgprot_t prot, int space);
428
429 #include <asm-generic/pgtable.h>
430
431 /* We provide our own get_unmapped_area to cope with VA holes for userland */
432 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
433
434 /* We provide a special get_unmapped_area for framebuffer mmaps to try and use
435  * the largest alignment possible such that larget PTEs can be used.
436  */
437 extern unsigned long get_fb_unmapped_area(struct file *filp, unsigned long,
438                                           unsigned long, unsigned long,
439                                           unsigned long);
440 #define HAVE_ARCH_FB_UNMAPPED_AREA
441
442 /*
443  * No page table caches to initialise
444  */
445 #define pgtable_cache_init()    do { } while (0)
446
447 extern void check_pgt_cache(void);
448
449 #endif /* !(__ASSEMBLY__) */
450
451 #endif /* !(_SPARC64_PGTABLE_H) */