arch/s390/include/asm/pgtable.h

   1 /*
   2  *  S390 version
   3  *    Copyright IBM Corp. 1999, 2000
   4  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
   5  *               Ulrich Weigand (weigand@de.ibm.com)
   6  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
   7  *
   8  *  Derived from "include/asm-i386/pgtable.h"
   9  */
  10
  11 #ifndef _ASM_S390_PGTABLE_H
  12 #define _ASM_S390_PGTABLE_H
  13
  14 /*
  15  * The Linux memory management assumes a three-level page table setup. For
  16  * s390 31 bit we "fold" the mid level into the top-level page table, so
  17  * that we physically have the same two-level page table as the s390 mmu
  18  * expects in 31 bit mode. For s390 64 bit we use three of the five levels
  19  * the hardware provides (region first and region second tables are not
  20  * used).
  21  *
  22  * The "pgd_xxx()" functions are trivial for a folded two-level
  23  * setup: the pgd is never bad, and a pmd always exists (as it's folded
  24  * into the pgd entry)
  25  *
  26  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
  27  * the S390 page table tree.
  28  */
  29 #ifndef __ASSEMBLY__
  30 #include <linux/sched.h>
  31 #include <linux/mm_types.h>
  32 #include <linux/page-flags.h>
  33 #include <asm/bug.h>
  34 #include <asm/page.h>
  35
  36 extern pgd_t swapper_pg_dir[] __attribute__ ((aligned (4096)));
  37 extern void paging_init(void);
  38 extern void vmem_map_init(void);
  39
  40 /*
  41  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
  42  * tables contain all the necessary information.
  43  */
  44 #define update_mmu_cache(vma, address, ptep)     do { } while (0)
  45 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, ptep) do { } while (0)
  46
  47 /*
  48  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero; used
  49  * for zero-mapped memory areas etc..
  50  */
  51
  52 extern unsigned long empty_zero_page;
  53 extern unsigned long zero_page_mask;
  54
  55 #define ZERO_PAGE(vaddr) \
  56         (virt_to_page((void *)(empty_zero_page + \
  57          (((unsigned long)(vaddr)) &zero_page_mask))))
  58 #define __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
  59
  60 /* TODO: s390 cannot support io_remap_pfn_range... */
  61 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
  62
  63 /*
  64  * PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
  65  * table can map
  66  * PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map
  67  */
  68 #ifndef CONFIG_64BIT
  69 # define PMD_SHIFT      20
  70 # define PUD_SHIFT      20
  71 # define PGDIR_SHIFT    20
  72 #else /* CONFIG_64BIT */
  73 # define PMD_SHIFT      20
  74 # define PUD_SHIFT      31
  75 # define PGDIR_SHIFT    42
  76 #endif /* CONFIG_64BIT */
  77
  78 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
  79 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
  80 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
  81 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
  82 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
  83 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
  84
  85 /*
  86  * entries per page directory level: the S390 is two-level, so
  87  * we don't really have any PMD directory physically.
  88  * for S390 segment-table entries are combined to one PGD
  89  * that leads to 1024 pte per pgd
  90  */
  91 #define PTRS_PER_PTE    256
  92 #ifndef CONFIG_64BIT
  93 #define PTRS_PER_PMD    1
  94 #define PTRS_PER_PUD    1
  95 #else /* CONFIG_64BIT */
  96 #define PTRS_PER_PMD    2048
  97 #define PTRS_PER_PUD    2048
  98 #endif /* CONFIG_64BIT */
  99 #define PTRS_PER_PGD    2048
 100
 101 #define FIRST_USER_ADDRESS  0
 102
 103 #define pte_ERROR(e) \
 104         printk("%s:%d: bad pte %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pte_val(e))
 105 #define pmd_ERROR(e) \
 106         printk("%s:%d: bad pmd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pmd_val(e))
 107 #define pud_ERROR(e) \
 108         printk("%s:%d: bad pud %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pud_val(e))
 109 #define pgd_ERROR(e) \
 110         printk("%s:%d: bad pgd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pgd_val(e))
 111
 112 #ifndef __ASSEMBLY__
 113 /*
 114  * The vmalloc and module area will always be on the topmost area of the kernel
 115  * mapping. We reserve 96MB (31bit) / 128GB (64bit) for vmalloc and modules.
 116  * On 64 bit kernels we have a 2GB area at the top of the vmalloc area where
 117  * modules will reside. That makes sure that inter module branches always
 118  * happen without trampolines and in addition the placement within a 2GB frame
 119  * is branch prediction unit friendly.
 120  */
 121 extern unsigned long VMALLOC_START;
 122 extern unsigned long VMALLOC_END;
 123 extern struct page *vmemmap;
 124
 125 #define VMEM_MAX_PHYS ((unsigned long) vmemmap)
 126
 127 #ifdef CONFIG_64BIT
 128 extern unsigned long MODULES_VADDR;
 129 extern unsigned long MODULES_END;
 130 #define MODULES_VADDR   MODULES_VADDR
 131 #define MODULES_END     MODULES_END
 132 #define MODULES_LEN     (1UL << 31)
 133 #endif
 134
 135 /*
 136  * A 31 bit pagetable entry of S390 has following format:
 137  *  |   PFRA          |    |  OS  |
 138  * 0                   0IP0
 139  * 00000000001111111111222222222233
 140  * 01234567890123456789012345678901
 141  *
 142  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
 143  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 144  *
 145  * A 31 bit segmenttable entry of S390 has following format:
 146  *  |   P-table origin      |  |PTL
 147  * 0                         IC
 148  * 00000000001111111111222222222233
 149  * 01234567890123456789012345678901
 150  *
 151  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 152  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
 153  * PTL Page-Table-Length:    Page-table length (PTL+1*16 entries -> up to 256)
 154  *
 155  * The 31 bit segmenttable origin of S390 has following format:
 156  *
 157  *  |S-table origin   |     | STL |
 158  * X                   **GPS
 159  * 00000000001111111111222222222233
 160  * 01234567890123456789012345678901
 161  *
 162  * X Space-Switch event:
 163  * G Segment-Invalid Bit:     *
 164  * P Private-Space Bit:       Segment is not private (PoP 3-30)
 165  * S Storage-Alteration:
 166  * STL Segment-Table-Length:  Segment-table length (STL+1*16 entries -> up to 2048)
 167  *
 168  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
 169  * |                     PFRA                         |0IPC|  OS  |
 170  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 171  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 172  *
 173  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
 174  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 175  * C Change-bit override: HW is not required to set change bit
 176  *
 177  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
 178  * |        P-table origin                              |      TT
 179  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 180  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 181  *
 182  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 183  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
 184  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 185  * TT Type 00
 186  *
 187  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
 188  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
 189  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 190  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 191  *
 192  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 193  * TT Type 01
 194  * TF
 195  * TL Table length
 196  *
 197  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
 198  * |      region table origon                          |       DTTL
 199  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 200  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 201  *
 202  * X Space-Switch event:
 203  * G Segment-Invalid Bit:
 204  * P Private-Space Bit:
 205  * S Storage-Alteration:
 206  * R Real space
 207  * TL Table-Length:
 208  *
 209  * A storage key has the following format:
 210  * | ACC |F|R|C|0|
 211  *  0   3 4 5 6 7
 212  * ACC: access key
 213  * F  : fetch protection bit
 214  * R  : referenced bit
 215  * C  : changed bit
 216  */
 217
 218 /* Hardware bits in the page table entry */
 219 #define _PAGE_CO        0x100           /* HW Change-bit override */
 220 #define _PAGE_RO        0x200           /* HW read-only bit  */
 221 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
 222
 223 /* Software bits in the page table entry */
 224 #define _PAGE_SWT       0x001           /* SW pte type bit t */
 225 #define _PAGE_SWX       0x002           /* SW pte type bit x */
 226 #define _PAGE_SWC       0x004           /* SW pte changed bit */
 227 #define _PAGE_SWR       0x008           /* SW pte referenced bit */
 228 #define _PAGE_SWW       0x010           /* SW pte write bit */
 229 #define _PAGE_SPECIAL   0x020           /* SW associated with special page */
 230 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
 231
 232 /* Set of bits not changed in pte_modify */
 233 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_CO | \
 234                                  _PAGE_SWC | _PAGE_SWR)
 235
 236 /* Six different types of pages. */
 237 #define _PAGE_TYPE_EMPTY        0x400
 238 #define _PAGE_TYPE_NONE         0x401
 239 #define _PAGE_TYPE_SWAP         0x403
 240 #define _PAGE_TYPE_FILE         0x601   /* bit 0x002 is used for offset !! */
 241 #define _PAGE_TYPE_RO           0x200
 242 #define _PAGE_TYPE_RW           0x000
 243
 244 /*
 245  * Only four types for huge pages, using the invalid bit and protection bit
 246  * of a segment table entry.
 247  */
 248 #define _HPAGE_TYPE_EMPTY       0x020   /* _SEGMENT_ENTRY_INV */
 249 #define _HPAGE_TYPE_NONE        0x220
 250 #define _HPAGE_TYPE_RO          0x200   /* _SEGMENT_ENTRY_RO  */
 251 #define _HPAGE_TYPE_RW          0x000
 252
 253 /*
 254  * PTE type bits are rather complicated. handle_pte_fault uses pte_present,
 255  * pte_none and pte_file to find out the pte type WITHOUT holding the page
 256  * table lock. ptep_clear_flush on the other hand uses ptep_clear_flush to
 257  * invalidate a given pte. ipte sets the hw invalid bit and clears all tlbs
 258  * for the page. The page table entry is set to _PAGE_TYPE_EMPTY afterwards.
 259  * This change is done while holding the lock, but the intermediate step
 260  * of a previously valid pte with the hw invalid bit set can be observed by
 261  * handle_pte_fault. That makes it necessary that all valid pte types with
 262  * the hw invalid bit set must be distinguishable from the four pte types
 263  * empty, none, swap and file.
 264  *
 265  *                      irxt  ipte  irxt
 266  * _PAGE_TYPE_EMPTY     1000   ->   1000
 267  * _PAGE_TYPE_NONE      1001   ->   1001
 268  * _PAGE_TYPE_SWAP      1011   ->   1011
 269  * _PAGE_TYPE_FILE      11?1   ->   11?1
 270  * _PAGE_TYPE_RO        0100   ->   1100
 271  * _PAGE_TYPE_RW        0000   ->   1000
 272  *
 273  * pte_none is true for bits combinations 1000, 1010, 1100, 1110
 274  * pte_present is true for bits combinations 0000, 0010, 0100, 0110, 1001
 275  * pte_file is true for bits combinations 1101, 1111
 276  * swap pte is 1011 and 0001, 0011, 0101, 0111 are invalid.
 277  */
 278
 279 #ifndef CONFIG_64BIT
 280
 281 /* Bits in the segment table address-space-control-element */
 282 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x80000000UL    /* space switch event       */
 283 #define _ASCE_ORIGIN_MASK       0x7ffff000UL    /* segment table origin     */
 284 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 285 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 286 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x7f    /* 128 x 64 entries = 8k            */
 287
 288 /* Bits in the segment table entry */
 289 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   0x7fffffc0UL    /* page table origin        */
 290 #define _SEGMENT_ENTRY_RO       0x200   /* page protection bit              */
 291 #define _SEGMENT_ENTRY_INV      0x20    /* invalid segment table entry      */
 292 #define _SEGMENT_ENTRY_COMMON   0x10    /* common segment bit               */
 293 #define _SEGMENT_ENTRY_PTL      0x0f    /* page table length                */
 294
 295 #define _SEGMENT_ENTRY          (_SEGMENT_ENTRY_PTL)
 296 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INV)
 297
 298 /* Page status table bits for virtualization */
 299 #define RCP_ACC_BITS    0xf0000000UL
 300 #define RCP_FP_BIT      0x08000000UL
 301 #define RCP_PCL_BIT     0x00800000UL
 302 #define RCP_HR_BIT      0x00400000UL
 303 #define RCP_HC_BIT      0x00200000UL
 304 #define RCP_GR_BIT      0x00040000UL
 305 #define RCP_GC_BIT      0x00020000UL
 306 #define RCP_IN_BIT      0x00002000UL    /* IPTE notify bit */
 307
 308 /* User dirty / referenced bit for KVM's migration feature */
 309 #define KVM_UR_BIT      0x00008000UL
 310 #define KVM_UC_BIT      0x00004000UL
 311
 312 #else /* CONFIG_64BIT */
 313
 314 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
 315 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
 316 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 317 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 318 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
 319 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
 320 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
 321 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
 322 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
 323 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
 324 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
 325 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
 326
 327 /* Bits in the region table entry */
 328 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 329 #define _REGION_ENTRY_RO        0x200   /* region protection bit            */
 330 #define _REGION_ENTRY_INV       0x20    /* invalid region table entry       */
 331 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
 332 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
 333 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
 334 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
 335 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
 336
 337 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 338 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INV)
 339 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 340 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INV)
 341 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 342 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INV)
 343
 344 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x400   /* RTTE-format control, large page  */
 345 #define _REGION3_ENTRY_RO       0x200   /* page protection bit              */
 346 #define _REGION3_ENTRY_CO       0x100   /* change-recording override        */
 347
 348 /* Bits in the segment table entry */
 349 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
 350 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
 351 #define _SEGMENT_ENTRY_RO       0x200   /* page protection bit              */
 352 #define _SEGMENT_ENTRY_INV      0x20    /* invalid segment table entry      */
 353
 354 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
 355 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INV)
 356
 357 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x400   /* STE-format control, large page   */
 358 #define _SEGMENT_ENTRY_CO       0x100   /* change-recording override   */
 359 #define _SEGMENT_ENTRY_SPLIT_BIT 0      /* THP splitting bit number */
 360 #define _SEGMENT_ENTRY_SPLIT    (1UL << _SEGMENT_ENTRY_SPLIT_BIT)
 361
 362 /* Set of bits not changed in pmd_modify */
 363 #define _SEGMENT_CHG_MASK       (_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN | _SEGMENT_ENTRY_LARGE \
 364                                  | _SEGMENT_ENTRY_SPLIT | _SEGMENT_ENTRY_CO)
 365
 366 /* Page status table bits for virtualization */
 367 #define RCP_ACC_BITS    0xf000000000000000UL
 368 #define RCP_FP_BIT      0x0800000000000000UL
 369 #define RCP_PCL_BIT     0x0080000000000000UL
 370 #define RCP_HR_BIT      0x0040000000000000UL
 371 #define RCP_HC_BIT      0x0020000000000000UL
 372 #define RCP_GR_BIT      0x0004000000000000UL
 373 #define RCP_GC_BIT      0x0002000000000000UL
 374 #define RCP_IN_BIT      0x0000200000000000UL    /* IPTE notify bit */
 375
 376 /* User dirty / referenced bit for KVM's migration feature */
 377 #define KVM_UR_BIT      0x0000800000000000UL
 378 #define KVM_UC_BIT      0x0000400000000000UL
 379
 380 #endif /* CONFIG_64BIT */
 381
 382 /*
 383  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
 384  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
 385  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
 386  */
 387 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
 388                                  _ASCE_ALT_EVENT)
 389
 390 /*
 391  * Page protection definitions.
 392  */
 393 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_TYPE_NONE)
 394 #define PAGE_RO         __pgprot(_PAGE_TYPE_RO)
 395 #define PAGE_RW         __pgprot(_PAGE_TYPE_RO | _PAGE_SWW)
 396 #define PAGE_RWC        __pgprot(_PAGE_TYPE_RW | _PAGE_SWW | _PAGE_SWC)
 397
 398 #define PAGE_KERNEL     PAGE_RWC
 399 #define PAGE_SHARED     PAGE_KERNEL
 400 #define PAGE_COPY       PAGE_RO
 401
 402 /*
 403  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
 404  * Read permission implies execute permission and write permission
 405  * implies read permission.
 406  */
 407          /*xwr*/
 408 #define __P000  PAGE_NONE
 409 #define __P001  PAGE_RO
 410 #define __P010  PAGE_RO
 411 #define __P011  PAGE_RO
 412 #define __P100  PAGE_RO
 413 #define __P101  PAGE_RO
 414 #define __P110  PAGE_RO
 415 #define __P111  PAGE_RO
 416
 417 #define __S000  PAGE_NONE
 418 #define __S001  PAGE_RO
 419 #define __S010  PAGE_RW
 420 #define __S011  PAGE_RW
 421 #define __S100  PAGE_RO
 422 #define __S101  PAGE_RO
 423 #define __S110  PAGE_RW
 424 #define __S111  PAGE_RW
 425
 426 /*
 427  * Segment entry (large page) protection definitions.
 428  */
 429 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_HPAGE_TYPE_NONE)
 430 #define SEGMENT_RO      __pgprot(_HPAGE_TYPE_RO)
 431 #define SEGMENT_RW      __pgprot(_HPAGE_TYPE_RW)
 432
 433 static inline int mm_exclusive(struct mm_struct *mm)
 434 {
 435         return likely(mm == current->active_mm &&
 436                       atomic_read(&mm->context.attach_count) <= 1);
 437 }
 438
 439 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
 440 {
 441 #ifdef CONFIG_PGSTE
 442         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
 443                 return 1;
 444 #endif
 445         return 0;
 446 }
 447 /*
 448  * pgd/pmd/pte query functions
 449  */
 450 #ifndef CONFIG_64BIT
 451
 452 static inline int pgd_present(pgd_t pgd) { return 1; }
 453 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)    { return 0; }
 454 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)     { return 0; }
 455
 456 static inline int pud_present(pud_t pud) { return 1; }
 457 static inline int pud_none(pud_t pud)    { return 0; }
 458 static inline int pud_large(pud_t pud)   { return 0; }
 459 static inline int pud_bad(pud_t pud)     { return 0; }
 460
 461 #else /* CONFIG_64BIT */
 462
 463 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 464 {
 465         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 466                 return 1;
 467         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 468 }
 469
 470 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 471 {
 472         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 473                 return 0;
 474         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INV) != 0UL;
 475 }
 476
 477 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 478 {
 479         /*
 480          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
 481          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 482          * invalid for either table entry.
 483          */
 484         unsigned long mask =
 485                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INV &
 486                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 487         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
 488 }
 489
 490 static inline int pud_present(pud_t pud)
 491 {
 492         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 493                 return 1;
 494         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 495 }
 496
 497 static inline int pud_none(pud_t pud)
 498 {
 499         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 500                 return 0;
 501         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_INV) != 0UL;
 502 }
 503
 504 static inline int pud_large(pud_t pud)
 505 {
 506         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 507                 return 0;
 508         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
 509 }
 510
 511 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 512 {
 513         /*
 514          * With dynamic page table levels the pud can be a region table
 515          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 516          * invalid for either table entry.
 517          */
 518         unsigned long mask =
 519                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INV &
 520                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 521         return (pud_val(pud) & mask) != 0;
 522 }
 523
 524 #endif /* CONFIG_64BIT */
 525
 526 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 527 {
 528         unsigned long mask = _SEGMENT_ENTRY_INV | _SEGMENT_ENTRY_RO;
 529         return (pmd_val(pmd) & mask) == _HPAGE_TYPE_NONE ||
 530                !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_INV);
 531 }
 532
 533 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 534 {
 535         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_INV) &&
 536                !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_RO);
 537 }
 538
 539 static inline int pmd_large(pmd_t pmd)
 540 {
 541 #ifdef CONFIG_64BIT
 542         return !!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE);
 543 #else
 544         return 0;
 545 #endif
 546 }
 547
 548 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 549 {
 550         unsigned long mask = ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_SEGMENT_ENTRY_INV;
 551         return (pmd_val(pmd) & mask) != _SEGMENT_ENTRY;
 552 }
 553
 554 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SPLITTING_FLUSH
 555 extern void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma,
 556                                  unsigned long addr, pmd_t *pmdp);
 557
 558 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
 559 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 560                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
 561                                  pmd_t entry, int dirty);
 562
 563 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 564 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 565                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
 566
 567 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
 568 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 569 {
 570         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_RO) == 0;
 571 }
 572
 573 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 574 {
 575         return 0;
 576 }
 577
 578 static inline int pte_none(pte_t pte)
 579 {
 580         return (pte_val(pte) & _PAGE_INVALID) && !(pte_val(pte) & _PAGE_SWT);
 581 }
 582
 583 static inline int pte_present(pte_t pte)
 584 {
 585         unsigned long mask = _PAGE_RO | _PAGE_INVALID | _PAGE_SWT | _PAGE_SWX;
 586         return (pte_val(pte) & mask) == _PAGE_TYPE_NONE ||
 587                 (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID) &&
 588                  !(pte_val(pte) & _PAGE_SWT));
 589 }
 590
 591 static inline int pte_file(pte_t pte)
 592 {
 593         unsigned long mask = _PAGE_RO | _PAGE_INVALID | _PAGE_SWT;
 594         return (pte_val(pte) & mask) == _PAGE_TYPE_FILE;
 595 }
 596
 597 static inline int pte_special(pte_t pte)
 598 {
 599         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
 600 }
 601
 602 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 603 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
 604 {
 605         return pte_val(a) == pte_val(b);
 606 }
 607
 608 static inline pgste_t pgste_get_lock(pte_t *ptep)
 609 {
 610         unsigned long new = 0;
 611 #ifdef CONFIG_PGSTE
 612         unsigned long old;
 613
 614         preempt_disable();
 615         asm(
 616                 "       lg      %0,%2\n"
 617                 "0:     lgr     %1,%0\n"
 618                 "       nihh    %0,0xff7f\n"    /* clear RCP_PCL_BIT in old */
 619                 "       oihh    %1,0x0080\n"    /* set RCP_PCL_BIT in new */
 620                 "       csg     %0,%1,%2\n"
 621                 "       jl      0b\n"
 622                 : "=&d" (old), "=&d" (new), "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
 623                 : "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE]) : "cc", "memory");
 624 #endif
 625         return __pgste(new);
 626 }
 627
 628 static inline void pgste_set_unlock(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 629 {
 630 #ifdef CONFIG_PGSTE
 631         asm(
 632                 "       nihh    %1,0xff7f\n"    /* clear RCP_PCL_BIT */
 633                 "       stg     %1,%0\n"
 634                 : "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
 635                 : "d" (pgste_val(pgste)), "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
 636                 : "cc", "memory");
 637         preempt_enable();
 638 #endif
 639 }
 640
 641 static inline void pgste_set(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 642 {
 643 #ifdef CONFIG_PGSTE
 644         *(pgste_t *)(ptep + PTRS_PER_PTE) = pgste;
 645 #endif
 646 }
 647
 648 static inline pgste_t pgste_update_all(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 649 {
 650 #ifdef CONFIG_PGSTE
 651         unsigned long address, bits;
 652         unsigned char skey;
 653
 654         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
 655                 return pgste;
 656         address = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
 657         skey = page_get_storage_key(address);
 658         bits = skey & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED);
 659         /* Clear page changed & referenced bit in the storage key */
 660         if (bits & _PAGE_CHANGED)
 661                 page_set_storage_key(address, skey ^ bits, 0);
 662         else if (bits)
 663                 page_reset_referenced(address);
 664         /* Transfer page changed & referenced bit to guest bits in pgste */
 665         pgste_val(pgste) |= bits << 48;         /* RCP_GR_BIT & RCP_GC_BIT */
 666         /* Get host changed & referenced bits from pgste */
 667         bits |= (pgste_val(pgste) & (RCP_HR_BIT | RCP_HC_BIT)) >> 52;
 668         /* Transfer page changed & referenced bit to kvm user bits */
 669         pgste_val(pgste) |= bits << 45;         /* KVM_UR_BIT & KVM_UC_BIT */
 670         /* Clear relevant host bits in pgste. */
 671         pgste_val(pgste) &= ~(RCP_HR_BIT | RCP_HC_BIT);
 672         pgste_val(pgste) &= ~(RCP_ACC_BITS | RCP_FP_BIT);
 673         /* Copy page access key and fetch protection bit to pgste */
 674         pgste_val(pgste) |=
 675                 (unsigned long) (skey & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT)) << 56;
 676         /* Transfer referenced bit to pte */
 677         pte_val(*ptep) |= (bits & _PAGE_REFERENCED) << 1;
 678 #endif
 679         return pgste;
 680
 681 }
 682
 683 static inline pgste_t pgste_update_young(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 684 {
 685 #ifdef CONFIG_PGSTE
 686         int young;
 687
 688         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
 689                 return pgste;
 690         /* Get referenced bit from storage key */
 691         young = page_reset_referenced(pte_val(*ptep) & PAGE_MASK);
 692         if (young)
 693                 pgste_val(pgste) |= RCP_GR_BIT;
 694         /* Get host referenced bit from pgste */
 695         if (pgste_val(pgste) & RCP_HR_BIT) {
 696                 pgste_val(pgste) &= ~RCP_HR_BIT;
 697                 young = 1;
 698         }
 699         /* Transfer referenced bit to kvm user bits and pte */
 700         if (young) {
 701                 pgste_val(pgste) |= KVM_UR_BIT;
 702                 pte_val(*ptep) |= _PAGE_SWR;
 703         }
 704 #endif
 705         return pgste;
 706 }
 707
 708 static inline void pgste_set_key(pte_t *ptep, pgste_t pgste, pte_t entry)
 709 {
 710 #ifdef CONFIG_PGSTE
 711         unsigned long address;
 712         unsigned long nkey;
 713
 714         if (pte_val(entry) & _PAGE_INVALID)
 715                 return;
 716         VM_BUG_ON(!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID));
 717         address = pte_val(entry) & PAGE_MASK;
 718         /*
 719          * Set page access key and fetch protection bit from pgste.
 720          * The guest C/R information is still in the PGSTE, set real
 721          * key C/R to 0.
 722          */
 723         nkey = (pgste_val(pgste) & (RCP_ACC_BITS | RCP_FP_BIT)) >> 56;
 724         page_set_storage_key(address, nkey, 0);
 725 #endif
 726 }
 727
 728 static inline void pgste_set_pte(pte_t *ptep, pte_t entry)
 729 {
 730         if (!MACHINE_HAS_ESOP && (pte_val(entry) & _PAGE_SWW)) {
 731                 /*
 732                  * Without enhanced suppression-on-protection force
 733                  * the dirty bit on for all writable ptes.
 734                  */
 735                 pte_val(entry) |= _PAGE_SWC;
 736                 pte_val(entry) &= ~_PAGE_RO;
 737         }
 738         *ptep = entry;
 739 }
 740
 741 /**
 742  * struct gmap_struct - guest address space
 743  * @mm: pointer to the parent mm_struct
 744  * @table: pointer to the page directory
 745  * @asce: address space control element for gmap page table
 746  * @crst_list: list of all crst tables used in the guest address space
 747  */
 748 struct gmap {
 749         struct list_head list;
 750         struct mm_struct *mm;
 751         unsigned long *table;
 752         unsigned long asce;
 753         struct list_head crst_list;
 754 };
 755
 756 /**
 757  * struct gmap_rmap - reverse mapping for segment table entries
 758  * @gmap: pointer to the gmap_struct
 759  * @entry: pointer to a segment table entry
 760  * @vmaddr: virtual address in the guest address space
 761  */
 762 struct gmap_rmap {
 763         struct list_head list;
 764         struct gmap *gmap;
 765         unsigned long *entry;
 766         unsigned long vmaddr;
 767 };
 768
 769 /**
 770  * struct gmap_pgtable - gmap information attached to a page table
 771  * @vmaddr: address of the 1MB segment in the process virtual memory
 772  * @mapper: list of segment table entries mapping a page table
 773  */
 774 struct gmap_pgtable {
 775         unsigned long vmaddr;
 776         struct list_head mapper;
 777 };
 778
 779 /**
 780  * struct gmap_notifier - notify function block for page invalidation
 781  * @notifier_call: address of callback function
 782  */
 783 struct gmap_notifier {
 784         struct list_head list;
 785         void (*notifier_call)(struct gmap *gmap, unsigned long address);
 786 };
 787
 788 struct gmap *gmap_alloc(struct mm_struct *mm);
 789 void gmap_free(struct gmap *gmap);
 790 void gmap_enable(struct gmap *gmap);
 791 void gmap_disable(struct gmap *gmap);
 792 int gmap_map_segment(struct gmap *gmap, unsigned long from,
 793                      unsigned long to, unsigned long len);
 794 int gmap_unmap_segment(struct gmap *gmap, unsigned long to, unsigned long len);
 795 unsigned long __gmap_translate(unsigned long address, struct gmap *);
 796 unsigned long gmap_translate(unsigned long address, struct gmap *);
 797 unsigned long __gmap_fault(unsigned long address, struct gmap *);
 798 unsigned long gmap_fault(unsigned long address, struct gmap *);
 799 void gmap_discard(unsigned long from, unsigned long to, struct gmap *);
 800
 801 void gmap_register_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
 802 void gmap_unregister_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
 803 int gmap_ipte_notify(struct gmap *, unsigned long start, unsigned long len);
 804 void gmap_do_ipte_notify(struct mm_struct *, unsigned long addr, pte_t *);
 805
 806 static inline pgste_t pgste_ipte_notify(struct mm_struct *mm,
 807                                         unsigned long addr,
 808                                         pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 809 {
 810 #ifdef CONFIG_PGSTE
 811         if (pgste_val(pgste) & RCP_IN_BIT) {
 812                 pgste_val(pgste) &= ~RCP_IN_BIT;
 813                 gmap_do_ipte_notify(mm, addr, ptep);
 814         }
 815 #endif
 816         return pgste;
 817 }
 818
 819 /*
 820  * Certain architectures need to do special things when PTEs
 821  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
 822  * hook is made available.
 823  */
 824 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 825                               pte_t *ptep, pte_t entry)
 826 {
 827         pgste_t pgste;
 828
 829         if (mm_has_pgste(mm)) {
 830                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
 831                 pgste_set_key(ptep, pgste, entry);
 832                 pgste_set_pte(ptep, entry);
 833                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 834         } else {
 835                 if (!(pte_val(entry) & _PAGE_INVALID) && MACHINE_HAS_EDAT1)
 836                         pte_val(entry) |= _PAGE_CO;
 837                 *ptep = entry;
 838         }
 839 }
 840
 841 /*
 842  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
 843  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 844  */
 845 static inline int pte_write(pte_t pte)
 846 {
 847         return (pte_val(pte) & _PAGE_SWW) != 0;
 848 }
 849
 850 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 851 {
 852         return (pte_val(pte) & _PAGE_SWC) != 0;
 853 }
 854
 855 static inline int pte_young(pte_t pte)
 856 {
 857 #ifdef CONFIG_PGSTE
 858         if (pte_val(pte) & _PAGE_SWR)
 859                 return 1;
 860 #endif
 861         return 0;
 862 }
 863
 864 /*
 865  * pgd/pmd/pte modification functions
 866  */
 867
 868 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
 869 {
 870 #ifdef CONFIG_64BIT
 871         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 872                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 873 #endif
 874 }
 875
 876 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
 877 {
 878 #ifdef CONFIG_64BIT
 879         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 880                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 881 #endif
 882 }
 883
 884 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 885 {
 886         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 887 }
 888
 889 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 890 {
 891         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
 892 }
 893
 894 /*
 895  * The following pte modification functions only work if
 896  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 897  */
 898 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 899 {
 900         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
 901         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
 902         if ((pte_val(pte) & _PAGE_SWC) && (pte_val(pte) & _PAGE_SWW))
 903                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_RO;
 904         return pte;
 905 }
 906
 907 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 908 {
 909         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SWW;
 910         /* Do not clobber _PAGE_TYPE_NONE pages!  */
 911         if (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID))
 912                 pte_val(pte) |= _PAGE_RO;
 913         return pte;
 914 }
 915
 916 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 917 {
 918         pte_val(pte) |= _PAGE_SWW;
 919         if (pte_val(pte) & _PAGE_SWC)
 920                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_RO;
 921         return pte;
 922 }
 923
 924 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 925 {
 926         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SWC;
 927         /* Do not clobber _PAGE_TYPE_NONE pages!  */
 928         if (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID))
 929                 pte_val(pte) |= _PAGE_RO;
 930         return pte;
 931 }
 932
 933 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 934 {
 935         pte_val(pte) |= _PAGE_SWC;
 936         if (pte_val(pte) & _PAGE_SWW)
 937                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_RO;
 938         return pte;
 939 }
 940
 941 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 942 {
 943 #ifdef CONFIG_PGSTE
 944         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SWR;
 945 #endif
 946         return pte;
 947 }
 948
 949 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 950 {
 951         return pte;
 952 }
 953
 954 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 955 {
 956         pte_val(pte) |= _PAGE_SPECIAL;
 957         return pte;
 958 }
 959
 960 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 961 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 962 {
 963         pte_val(pte) |= (_SEGMENT_ENTRY_LARGE | _SEGMENT_ENTRY_CO);
 964         return pte;
 965 }
 966 #endif
 967
 968 /*
 969  * Get (and clear) the user dirty bit for a pte.
 970  */
 971 static inline int ptep_test_and_clear_user_dirty(struct mm_struct *mm,
 972                                                  pte_t *ptep)
 973 {
 974         pgste_t pgste;
 975         int dirty = 0;
 976
 977         if (mm_has_pgste(mm)) {
 978                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
 979                 pgste = pgste_update_all(ptep, pgste);
 980                 dirty = !!(pgste_val(pgste) & KVM_UC_BIT);
 981                 pgste_val(pgste) &= ~KVM_UC_BIT;
 982                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 983                 return dirty;
 984         }
 985         return dirty;
 986 }
 987
 988 /*
 989  * Get (and clear) the user referenced bit for a pte.
 990  */
 991 static inline int ptep_test_and_clear_user_young(struct mm_struct *mm,
 992                                                  pte_t *ptep)
 993 {
 994         pgste_t pgste;
 995         int young = 0;
 996
 997         if (mm_has_pgste(mm)) {
 998                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
 999                 pgste = pgste_update_young(ptep, pgste);
1000                 young = !!(pgste_val(pgste) & KVM_UR_BIT);
1001                 pgste_val(pgste) &= ~KVM_UR_BIT;
1002                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1003         }
1004         return young;
1005 }
1006
1007 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1008 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1009                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
1010 {
1011         pgste_t pgste;
1012         pte_t pte;
1013
1014         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1015                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1016                 pgste = pgste_update_young(ptep, pgste);
1017                 pte = *ptep;
1018                 *ptep = pte_mkold(pte);
1019                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1020                 return pte_young(pte);
1021         }
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1026 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1027                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
1028 {
1029         /* No need to flush TLB
1030          * On s390 reference bits are in storage key and never in TLB
1031          * With virtualization we handle the reference bit, without we
1032          * we can simply return */
1033         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
1034 }
1035
1036 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep)
1037 {
1038         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)) {
1039 #ifndef CONFIG_64BIT
1040                 /* pto must point to the start of the segment table */
1041                 pte_t *pto = (pte_t *) (((unsigned long) ptep) & 0x7ffffc00);
1042 #else
1043                 /* ipte in zarch mode can do the math */
1044                 pte_t *pto = ptep;
1045 #endif
1046                 asm volatile(
1047                         "       ipte    %2,%3"
1048                         : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep),
1049                           "a" (pto), "a" (address));
1050         }
1051 }
1052
1053 /*
1054  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
1055  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
1056  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
1057  * to modify an active pte. The sequence is
1058  *   1) ptep_get_and_clear
1059  *   2) set_pte_at
1060  *   3) flush_tlb_range
1061  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
1062  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
1063  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
1064  * is a nop.
1065  */
1066 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1067 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1068                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1069 {
1070         pgste_t pgste;
1071         pte_t pte;
1072
1073         mm->context.flush_mm = 1;
1074         if (mm_has_pgste(mm)) {
1075                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1076                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1077         }
1078
1079         pte = *ptep;
1080         if (!mm_exclusive(mm))
1081                 __ptep_ipte(address, ptep);
1082         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
1083
1084         if (mm_has_pgste(mm)) {
1085                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1086                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1087         }
1088         return pte;
1089 }
1090
1091 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1092 static inline pte_t ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
1093                                            unsigned long address,
1094                                            pte_t *ptep)
1095 {
1096         pgste_t pgste;
1097         pte_t pte;
1098
1099         mm->context.flush_mm = 1;
1100         if (mm_has_pgste(mm)) {
1101                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1102                 pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1103         }
1104
1105         pte = *ptep;
1106         if (!mm_exclusive(mm))
1107                 __ptep_ipte(address, ptep);
1108
1109         if (mm_has_pgste(mm)) {
1110                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1111                 pgste_set(ptep, pgste);
1112         }
1113         return pte;
1114 }
1115
1116 static inline void ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm,
1117                                            unsigned long address,
1118                                            pte_t *ptep, pte_t pte)
1119 {
1120         pgste_t pgste;
1121
1122         if (mm_has_pgste(mm)) {
1123                 pgste = *(pgste_t *)(ptep + PTRS_PER_PTE);
1124                 pgste_set_key(ptep, pgste, pte);
1125                 pgste_set_pte(ptep, pte);
1126                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1127         } else
1128                 *ptep = pte;
1129 }
1130
1131 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
1132 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1133                                      unsigned long address, pte_t *ptep)
1134 {
1135         pgste_t pgste;
1136         pte_t pte;
1137
1138         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1139                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1140                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1141         }
1142
1143         pte = *ptep;
1144         __ptep_ipte(address, ptep);
1145         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
1146
1147         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1148                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1149                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1150         }
1151         return pte;
1152 }
1153
1154 /*
1155  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
1156  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
1157  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
1158  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
1159  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
1160  */
1161 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
1162 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1163                                             unsigned long address,
1164                                             pte_t *ptep, int full)
1165 {
1166         pgste_t pgste;
1167         pte_t pte;
1168
1169         if (mm_has_pgste(mm)) {
1170                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1171                 if (!full)
1172                         pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1173         }
1174
1175         pte = *ptep;
1176         if (!full)
1177                 __ptep_ipte(address, ptep);
1178         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
1179
1180         if (mm_has_pgste(mm)) {
1181                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1182                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1183         }
1184         return pte;
1185 }
1186
1187 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1188 static inline pte_t ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1189                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1190 {
1191         pgste_t pgste;
1192         pte_t pte = *ptep;
1193
1194         if (pte_write(pte)) {
1195                 mm->context.flush_mm = 1;
1196                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1197                         pgste = pgste_get_lock(ptep);
1198                         pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1199                 }
1200
1201                 if (!mm_exclusive(mm))
1202                         __ptep_ipte(address, ptep);
1203                 pte = pte_wrprotect(pte);
1204
1205                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1206                         pgste_set_pte(ptep, pte);
1207                         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1208                 } else
1209                         *ptep = pte;
1210         }
1211         return pte;
1212 }
1213
1214 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1215 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1216                                         unsigned long address, pte_t *ptep,
1217                                         pte_t entry, int dirty)
1218 {
1219         pgste_t pgste;
1220
1221         if (pte_same(*ptep, entry))
1222                 return 0;
1223         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1224                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1225                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1226         }
1227
1228         __ptep_ipte(address, ptep);
1229
1230         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1231                 pgste_set_pte(ptep, entry);
1232                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1233         } else
1234                 *ptep = entry;
1235         return 1;
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1240  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1241  */
1242 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1243 {
1244         pte_t __pte;
1245         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
1246         return __pte;
1247 }
1248
1249 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1250 {
1251         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1252         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1253
1254         if ((pte_val(__pte) & _PAGE_SWW) && PageDirty(page)) {
1255                 pte_val(__pte) |= _PAGE_SWC;
1256                 pte_val(__pte) &= ~_PAGE_RO;
1257         }
1258         return __pte;
1259 }
1260
1261 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1262 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1263 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1264 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
1265
1266 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
1267 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
1268
1269 #ifndef CONFIG_64BIT
1270
1271 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1272 #define pud_deref(pmd) ({ BUG(); 0UL; })
1273 #define pgd_deref(pmd) ({ BUG(); 0UL; })
1274
1275 #define pud_offset(pgd, address) ((pud_t *) pgd)
1276 #define pmd_offset(pud, address) ((pmd_t *) pud + pmd_index(address))
1277
1278 #else /* CONFIG_64BIT */
1279
1280 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1281 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1282 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1283
1284 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1285 {
1286         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
1287         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1288                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
1289         return pud  + pud_index(address);
1290 }
1291
1292 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
1293 {
1294         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
1295         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1296                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
1297         return pmd + pmd_index(address);
1298 }
1299
1300 #endif /* CONFIG_64BIT */
1301
1302 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
1303 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1304 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1305
1306 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT)
1307
1308 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
1309 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
1310 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
1311 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
1312 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
1313
1314 static inline void __pmd_idte(unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1315 {
1316         unsigned long sto = (unsigned long) pmdp -
1317                             pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1318
1319         if (!(pmd_val(*pmdp) & _SEGMENT_ENTRY_INV)) {
1320                 asm volatile(
1321                         "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,0"
1322                         : "=m" (*pmdp)
1323                         : "m" (*pmdp), "a" (sto),
1324                           "a" ((address & HPAGE_MASK))
1325                         : "cc"
1326                 );
1327         }
1328 }
1329
1330 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1331 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1332 {
1333         /*
1334          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_RO, or PAGE_RW (see __Pxxx / __Sxxx)
1335          * Convert to segment table entry format.
1336          */
1337         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1338                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1339         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RO))
1340                 return pgprot_val(SEGMENT_RO);
1341         return pgprot_val(SEGMENT_RW);
1342 }
1343
1344 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1345 {
1346         pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_CHG_MASK;
1347         pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1348         return pmd;
1349 }
1350
1351 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1352 {
1353         pmd_t __pmd;
1354         pmd_val(__pmd) = physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot);
1355         return __pmd;
1356 }
1357
1358 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
1359 {
1360         /* Do not clobber _HPAGE_TYPE_NONE pages! */
1361         if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_INV))
1362                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_RO;
1363         return pmd;
1364 }
1365 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1366
1367 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1368
1369 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1370 extern void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pgtable_t pgtable);
1371
1372 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1373 extern pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm);
1374
1375 static inline int pmd_trans_splitting(pmd_t pmd)
1376 {
1377         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SPLIT;
1378 }
1379
1380 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1381                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1382 {
1383         if (!(pmd_val(entry) & _SEGMENT_ENTRY_INV) && MACHINE_HAS_EDAT1)
1384                 pmd_val(entry) |= _SEGMENT_ENTRY_CO;
1385         *pmdp = entry;
1386 }
1387
1388 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1389 {
1390         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1391         return pmd;
1392 }
1393
1394 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1395 {
1396         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_RO;
1397         return pmd;
1398 }
1399
1400 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1401 {
1402         /* No dirty bit in the segment table entry. */
1403         return pmd;
1404 }
1405
1406 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1407 {
1408         /* No referenced bit in the segment table entry. */
1409         return pmd;
1410 }
1411
1412 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1413 {
1414         /* No referenced bit in the segment table entry. */
1415         return pmd;
1416 }
1417
1418 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1419 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1420                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1421 {
1422         unsigned long pmd_addr = pmd_val(*pmdp) & HPAGE_MASK;
1423         long tmp, rc;
1424         int counter;
1425
1426         rc = 0;
1427         if (MACHINE_HAS_RRBM) {
1428                 counter = PTRS_PER_PTE >> 6;
1429                 asm volatile(
1430                         "0:     .insn   rre,0xb9ae0000,%0,%3\n" /* rrbm */
1431                         "       ogr     %1,%0\n"
1432                         "       la      %3,0(%4,%3)\n"
1433                         "       brct    %2,0b\n"
1434                         : "=&d" (tmp), "+&d" (rc), "+d" (counter),
1435                           "+a" (pmd_addr)
1436                         : "a" (64 * 4096UL) : "cc");
1437                 rc = !!rc;
1438         } else {
1439                 counter = PTRS_PER_PTE;
1440                 asm volatile(
1441                         "0:     rrbe    0,%2\n"
1442                         "       la      %2,0(%3,%2)\n"
1443                         "       brc     12,1f\n"
1444                         "       lhi     %0,1\n"
1445                         "1:     brct    %1,0b\n"
1446                         : "+d" (rc), "+d" (counter), "+a" (pmd_addr)
1447                         : "a" (4096UL) : "cc");
1448         }
1449         return rc;
1450 }
1451
1452 #define __HAVE_ARCH_PMDP_GET_AND_CLEAR
1453 static inline pmd_t pmdp_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1454                                        unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1455 {
1456         pmd_t pmd = *pmdp;
1457
1458         __pmd_idte(address, pmdp);
1459         pmd_clear(pmdp);
1460         return pmd;
1461 }
1462
1463 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_FLUSH
1464 static inline pmd_t pmdp_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1465                                      unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1466 {
1467         return pmdp_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1468 }
1469
1470 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1471 static inline void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1472                                    unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1473 {
1474         __pmd_idte(address, pmdp);
1475 }
1476
1477 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1478 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1479                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1480 {
1481         pmd_t pmd = *pmdp;
1482
1483         if (pmd_write(pmd)) {
1484                 __pmd_idte(address, pmdp);
1485                 set_pmd_at(mm, address, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1486         }
1487 }
1488
1489 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1490 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1491
1492 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1493 {
1494         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1495 }
1496
1497 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1498 {
1499         return MACHINE_HAS_HPAGE ? 1 : 0;
1500 }
1501
1502 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
1503 {
1504         return pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT;
1505 }
1506 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1507
1508 /*
1509  * 31 bit swap entry format:
1510  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1511  * Bits 0, 20 and bit 23 have to be zero, otherwise an specification
1512  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1513  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
1514  * information in the lowcore.
1515  * Bit 21 and bit 22 are the page invalid bit and the page protection
1516  * bit. We set both to indicate a swapped page.
1517  * Bit 30 and 31 are used to distinguish the different page types. For
1518  * a swapped page these bits need to be zero.
1519  * This leaves the bits 1-19 and bits 24-29 to store type and offset.
1520  * We use the 5 bits from 25-29 for the type and the 20 bits from 1-19
1521  * plus 24 for the offset.
1522  * 0|     offset        |0110|o|type |00|
1523  * 0 0000000001111111111 2222 2 22222 33
1524  * 0 1234567890123456789 0123 4 56789 01
1525  *
1526  * 64 bit swap entry format:
1527  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1528  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise an specification
1529  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1530  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
1531  * information in the lowcore.
1532  * Bit 53 and bit 54 are the page invalid bit and the page protection
1533  * bit. We set both to indicate a swapped page.
1534  * Bit 62 and 63 are used to distinguish the different page types. For
1535  * a swapped page these bits need to be zero.
1536  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-61 to store type and offset.
1537  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 53 bits from 0-51
1538  * plus 56 for the offset.
1539  * |                      offset                        |0110|o|type |00|
1540  *  0000000000111111111122222222223333333333444444444455 5555 5 55566 66
1541  *  0123456789012345678901234567890123456789012345678901 2345 6 78901 23
1542  */
1543 #ifndef CONFIG_64BIT
1544 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 12)
1545 #else
1546 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 11)
1547 #endif
1548 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1549 {
1550         pte_t pte;
1551         offset &= __SWP_OFFSET_MASK;
1552         pte_val(pte) = _PAGE_TYPE_SWAP | ((type & 0x1f) << 2) |
1553                 ((offset & 1UL) << 7) | ((offset & ~1UL) << 11);
1554         return pte;
1555 }
1556
1557 #define __swp_type(entry)       (((entry).val >> 2) & 0x1f)
1558 #define __swp_offset(entry)     (((entry).val >> 11) | (((entry).val >> 7) & 1))
1559 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte((type),(offset))) })
1560
1561 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1562 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1563
1564 #ifndef CONFIG_64BIT
1565 # define PTE_FILE_MAX_BITS      26
1566 #else /* CONFIG_64BIT */
1567 # define PTE_FILE_MAX_BITS      59
1568 #endif /* CONFIG_64BIT */
1569
1570 #define pte_to_pgoff(__pte) \
1571         ((((__pte).pte >> 12) << 7) + (((__pte).pte >> 1) & 0x7f))
1572
1573 #define pgoff_to_pte(__off) \
1574         ((pte_t) { ((((__off) & 0x7f) << 1) + (((__off) >> 7) << 12)) \
1575                    | _PAGE_TYPE_FILE })
1576
1577 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1578
1579 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1580
1581 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1582 extern int vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1583 extern int s390_enable_sie(void);
1584
1585 /*
1586  * No page table caches to initialise
1587  */
1588 static inline void pgtable_cache_init(void) { }
1589 static inline void check_pgt_cache(void) { }
1590
1591 #include <asm-generic/pgtable.h>
1592
1593 #endif /* _S390_PAGE_H */