]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/s390/include/asm/pgtable.h
ipc/msg.c: use freezable blocking call
[karo-tx-linux.git] / 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.
16  * For s390 64 bit we use up to four of the five levels the hardware
17  * provides (region first tables are not used).
18  *
19  * The "pgd_xxx()" functions are trivial for a folded two-level
20  * setup: the pgd is never bad, and a pmd always exists (as it's folded
21  * into the pgd entry)
22  *
23  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
24  * the S390 page table tree.
25  */
26 #ifndef __ASSEMBLY__
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/mm_types.h>
29 #include <linux/page-flags.h>
30 #include <linux/radix-tree.h>
31 #include <asm/bug.h>
32 #include <asm/page.h>
33
34 extern pgd_t swapper_pg_dir[] __attribute__ ((aligned (4096)));
35 extern void paging_init(void);
36 extern void vmem_map_init(void);
37
38 /*
39  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
40  * tables contain all the necessary information.
41  */
42 #define update_mmu_cache(vma, address, ptep)     do { } while (0)
43 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, ptep) do { } while (0)
44
45 /*
46  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero; used
47  * for zero-mapped memory areas etc..
48  */
49
50 extern unsigned long empty_zero_page;
51 extern unsigned long zero_page_mask;
52
53 #define ZERO_PAGE(vaddr) \
54         (virt_to_page((void *)(empty_zero_page + \
55          (((unsigned long)(vaddr)) &zero_page_mask))))
56 #define __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
57
58 /* TODO: s390 cannot support io_remap_pfn_range... */
59 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
60
61 /*
62  * PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
63  * table can map
64  * PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map
65  */
66 #define PMD_SHIFT       20
67 #define PUD_SHIFT       31
68 #define PGDIR_SHIFT     42
69
70 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
71 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
72 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
73 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
74 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
75 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
76
77 /*
78  * entries per page directory level: the S390 is two-level, so
79  * we don't really have any PMD directory physically.
80  * for S390 segment-table entries are combined to one PGD
81  * that leads to 1024 pte per pgd
82  */
83 #define PTRS_PER_PTE    256
84 #define PTRS_PER_PMD    2048
85 #define PTRS_PER_PUD    2048
86 #define PTRS_PER_PGD    2048
87
88 #define FIRST_USER_ADDRESS  0UL
89
90 #define pte_ERROR(e) \
91         printk("%s:%d: bad pte %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pte_val(e))
92 #define pmd_ERROR(e) \
93         printk("%s:%d: bad pmd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pmd_val(e))
94 #define pud_ERROR(e) \
95         printk("%s:%d: bad pud %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pud_val(e))
96 #define pgd_ERROR(e) \
97         printk("%s:%d: bad pgd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pgd_val(e))
98
99 #ifndef __ASSEMBLY__
100 /*
101  * The vmalloc and module area will always be on the topmost area of the
102  * kernel mapping. We reserve 128GB (64bit) for vmalloc and modules.
103  * On 64 bit kernels we have a 2GB area at the top of the vmalloc area where
104  * modules will reside. That makes sure that inter module branches always
105  * happen without trampolines and in addition the placement within a 2GB frame
106  * is branch prediction unit friendly.
107  */
108 extern unsigned long VMALLOC_START;
109 extern unsigned long VMALLOC_END;
110 extern struct page *vmemmap;
111
112 #define VMEM_MAX_PHYS ((unsigned long) vmemmap)
113
114 extern unsigned long MODULES_VADDR;
115 extern unsigned long MODULES_END;
116 #define MODULES_VADDR   MODULES_VADDR
117 #define MODULES_END     MODULES_END
118 #define MODULES_LEN     (1UL << 31)
119
120 static inline int is_module_addr(void *addr)
121 {
122         BUILD_BUG_ON(MODULES_LEN > (1UL << 31));
123         if (addr < (void *)MODULES_VADDR)
124                 return 0;
125         if (addr > (void *)MODULES_END)
126                 return 0;
127         return 1;
128 }
129
130 /*
131  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
132  * |                     PFRA                         |0IPC|  OS  |
133  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
134  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
135  *
136  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
137  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
138  * C Change-bit override: HW is not required to set change bit
139  *
140  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
141  * |        P-table origin                              |      TT
142  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
143  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
144  *
145  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
146  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
147  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
148  * TT Type 00
149  *
150  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
151  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
152  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
153  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
154  *
155  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
156  * TT Type 01
157  * TF
158  * TL Table length
159  *
160  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
161  * |      region table origon                          |       DTTL
162  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
163  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
164  *
165  * X Space-Switch event:
166  * G Segment-Invalid Bit:  
167  * P Private-Space Bit:    
168  * S Storage-Alteration:
169  * R Real space
170  * TL Table-Length:
171  *
172  * A storage key has the following format:
173  * | ACC |F|R|C|0|
174  *  0   3 4 5 6 7
175  * ACC: access key
176  * F  : fetch protection bit
177  * R  : referenced bit
178  * C  : changed bit
179  */
180
181 /* Hardware bits in the page table entry */
182 #define _PAGE_PROTECT   0x200           /* HW read-only bit  */
183 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
184 #define _PAGE_LARGE     0x800           /* Bit to mark a large pte */
185
186 /* Software bits in the page table entry */
187 #define _PAGE_PRESENT   0x001           /* SW pte present bit */
188 #define _PAGE_YOUNG     0x004           /* SW pte young bit */
189 #define _PAGE_DIRTY     0x008           /* SW pte dirty bit */
190 #define _PAGE_READ      0x010           /* SW pte read bit */
191 #define _PAGE_WRITE     0x020           /* SW pte write bit */
192 #define _PAGE_SPECIAL   0x040           /* SW associated with special page */
193 #define _PAGE_UNUSED    0x080           /* SW bit for pgste usage state */
194 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
195
196 /* Set of bits not changed in pte_modify */
197 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_DIRTY | \
198                                  _PAGE_YOUNG)
199
200 /*
201  * handle_pte_fault uses pte_present and pte_none to find out the pte type
202  * WITHOUT holding the page table lock. The _PAGE_PRESENT bit is used to
203  * distinguish present from not-present ptes. It is changed only with the page
204  * table lock held.
205  *
206  * The following table gives the different possible bit combinations for
207  * the pte hardware and software bits in the last 12 bits of a pte
208  * (. unassigned bit, x don't care, t swap type):
209  *
210  *                              842100000000
211  *                              000084210000
212  *                              000000008421
213  *                              .IR.uswrdy.p
214  * empty                        .10.00000000
215  * swap                         .11..ttttt.0
216  * prot-none, clean, old        .11.xx0000.1
217  * prot-none, clean, young      .11.xx0001.1
218  * prot-none, dirty, old        .10.xx0010.1
219  * prot-none, dirty, young      .10.xx0011.1
220  * read-only, clean, old        .11.xx0100.1
221  * read-only, clean, young      .01.xx0101.1
222  * read-only, dirty, old        .11.xx0110.1
223  * read-only, dirty, young      .01.xx0111.1
224  * read-write, clean, old       .11.xx1100.1
225  * read-write, clean, young     .01.xx1101.1
226  * read-write, dirty, old       .10.xx1110.1
227  * read-write, dirty, young     .00.xx1111.1
228  * HW-bits: R read-only, I invalid
229  * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
230  *          u unused, l large
231  *
232  * pte_none    is true for the bit pattern .10.00000000, pte == 0x400
233  * pte_swap    is true for the bit pattern .11..ooooo.0, (pte & 0x201) == 0x200
234  * pte_present is true for the bit pattern .xx.xxxxxx.1, (pte & 0x001) == 0x001
235  */
236
237 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
238 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
239 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
240 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
241 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
242 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
243 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
244 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
245 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
246 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
247 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
248 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
249
250 /* Bits in the region table entry */
251 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
252 #define _REGION_ENTRY_PROTECT   0x200   /* region protection bit            */
253 #define _REGION_ENTRY_INVALID   0x20    /* invalid region table entry       */
254 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
255 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
256 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
257 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
258 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
259
260 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
261 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INVALID)
262 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
263 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INVALID)
264 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
265 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INVALID)
266
267 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x400   /* RTTE-format control, large page  */
268 #define _REGION3_ENTRY_RO       0x200   /* page protection bit              */
269
270 /* Bits in the segment table entry */
271 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS     0xfffffffffffffe33UL
272 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE 0xfffffffffff0ff33UL
273 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
274 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
275 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* page protection bit              */
276 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
277
278 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
279 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
280
281 #define _SEGMENT_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW segment dirty bit */
282 #define _SEGMENT_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW segment young bit */
283 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x0400  /* STE-format control, large page */
284 #define _SEGMENT_ENTRY_READ     0x0002  /* SW segment read bit */
285 #define _SEGMENT_ENTRY_WRITE    0x0001  /* SW segment write bit */
286
287 /*
288  * Segment table entry encoding (R = read-only, I = invalid, y = young bit):
289  *                              dy..R...I...wr
290  * prot-none, clean, old        00..1...1...00
291  * prot-none, clean, young      01..1...1...00
292  * prot-none, dirty, old        10..1...1...00
293  * prot-none, dirty, young      11..1...1...00
294  * read-only, clean, old        00..1...1...01
295  * read-only, clean, young      01..1...0...01
296  * read-only, dirty, old        10..1...1...01
297  * read-only, dirty, young      11..1...0...01
298  * read-write, clean, old       00..1...1...11
299  * read-write, clean, young     01..1...0...11
300  * read-write, dirty, old       10..0...1...11
301  * read-write, dirty, young     11..0...0...11
302  * The segment table origin is used to distinguish empty (origin==0) from
303  * read-write, old segment table entries (origin!=0)
304  * HW-bits: R read-only, I invalid
305  * SW-bits: y young, d dirty, r read, w write
306  */
307
308 /* Page status table bits for virtualization */
309 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf000000000000000UL
310 #define PGSTE_FP_BIT    0x0800000000000000UL
311 #define PGSTE_PCL_BIT   0x0080000000000000UL
312 #define PGSTE_HR_BIT    0x0040000000000000UL
313 #define PGSTE_HC_BIT    0x0020000000000000UL
314 #define PGSTE_GR_BIT    0x0004000000000000UL
315 #define PGSTE_GC_BIT    0x0002000000000000UL
316 #define PGSTE_UC_BIT    0x0000800000000000UL    /* user dirty (migration) */
317 #define PGSTE_IN_BIT    0x0000400000000000UL    /* IPTE notify bit */
318
319 /* Guest Page State used for virtualization */
320 #define _PGSTE_GPS_ZERO         0x0000000080000000UL
321 #define _PGSTE_GPS_USAGE_MASK   0x0000000003000000UL
322 #define _PGSTE_GPS_USAGE_STABLE 0x0000000000000000UL
323 #define _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED 0x0000000001000000UL
324
325 /*
326  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
327  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
328  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
329  */
330 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
331                                  _ASCE_ALT_EVENT)
332
333 /*
334  * Page protection definitions.
335  */
336 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_INVALID)
337 #define PAGE_READ       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
338                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
339 #define PAGE_WRITE      __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
340                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
341
342 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
343                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
344 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
345                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
346 #define PAGE_KERNEL_RO  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_YOUNG | \
347                                  _PAGE_PROTECT)
348
349 /*
350  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
351  * Read permission implies execute permission and write permission
352  * implies read permission.
353  */
354          /*xwr*/
355 #define __P000  PAGE_NONE
356 #define __P001  PAGE_READ
357 #define __P010  PAGE_READ
358 #define __P011  PAGE_READ
359 #define __P100  PAGE_READ
360 #define __P101  PAGE_READ
361 #define __P110  PAGE_READ
362 #define __P111  PAGE_READ
363
364 #define __S000  PAGE_NONE
365 #define __S001  PAGE_READ
366 #define __S010  PAGE_WRITE
367 #define __S011  PAGE_WRITE
368 #define __S100  PAGE_READ
369 #define __S101  PAGE_READ
370 #define __S110  PAGE_WRITE
371 #define __S111  PAGE_WRITE
372
373 /*
374  * Segment entry (large page) protection definitions.
375  */
376 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
377                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
378 #define SEGMENT_READ    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
379                                  _SEGMENT_ENTRY_READ)
380 #define SEGMENT_WRITE   __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
381                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
382
383 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
384 {
385 #ifdef CONFIG_PGSTE
386         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
387                 return 1;
388 #endif
389         return 0;
390 }
391
392 static inline int mm_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
393 {
394 #ifdef CONFIG_PGSTE
395         if (unlikely(mm->context.alloc_pgste))
396                 return 1;
397 #endif
398         return 0;
399 }
400
401 /*
402  * In the case that a guest uses storage keys
403  * faults should no longer be backed by zero pages
404  */
405 #define mm_forbids_zeropage mm_use_skey
406 static inline int mm_use_skey(struct mm_struct *mm)
407 {
408 #ifdef CONFIG_PGSTE
409         if (mm->context.use_skey)
410                 return 1;
411 #endif
412         return 0;
413 }
414
415 /*
416  * pgd/pmd/pte query functions
417  */
418 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
419 {
420         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
421                 return 1;
422         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
423 }
424
425 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
426 {
427         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
428                 return 0;
429         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
430 }
431
432 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
433 {
434         /*
435          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
436          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
437          * invalid for either table entry.
438          */
439         unsigned long mask =
440                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
441                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
442         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
443 }
444
445 static inline int pud_present(pud_t pud)
446 {
447         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
448                 return 1;
449         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
450 }
451
452 static inline int pud_none(pud_t pud)
453 {
454         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
455                 return 0;
456         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
457 }
458
459 static inline int pud_large(pud_t pud)
460 {
461         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
462                 return 0;
463         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
464 }
465
466 static inline int pud_bad(pud_t pud)
467 {
468         /*
469          * With dynamic page table levels the pud can be a region table
470          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
471          * invalid for either table entry.
472          */
473         unsigned long mask =
474                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
475                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
476         return (pud_val(pud) & mask) != 0;
477 }
478
479 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
480 {
481         return pmd_val(pmd) != _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
482 }
483
484 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
485 {
486         return pmd_val(pmd) == _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
487 }
488
489 static inline int pmd_large(pmd_t pmd)
490 {
491         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) != 0;
492 }
493
494 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
495 {
496         unsigned long origin_mask;
497
498         origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
499         if (pmd_large(pmd))
500                 origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
501         return (pmd_val(pmd) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
502 }
503
504 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
505 {
506         if (pmd_large(pmd))
507                 return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
508         return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS) != 0;
509 }
510
511 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
512 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
513                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
514                                  pmd_t entry, int dirty);
515
516 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
517 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
518                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
519
520 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
521 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
522 {
523         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE) != 0;
524 }
525
526 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
527 {
528         int dirty = 1;
529         if (pmd_large(pmd))
530                 dirty = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY) != 0;
531         return dirty;
532 }
533
534 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
535 {
536         int young = 1;
537         if (pmd_large(pmd))
538                 young = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG) != 0;
539         return young;
540 }
541
542 static inline int pte_present(pte_t pte)
543 {
544         /* Bit pattern: (pte & 0x001) == 0x001 */
545         return (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT) != 0;
546 }
547
548 static inline int pte_none(pte_t pte)
549 {
550         /* Bit pattern: pte == 0x400 */
551         return pte_val(pte) == _PAGE_INVALID;
552 }
553
554 static inline int pte_swap(pte_t pte)
555 {
556         /* Bit pattern: (pte & 0x201) == 0x200 */
557         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PROTECT | _PAGE_PRESENT))
558                 == _PAGE_PROTECT;
559 }
560
561 static inline int pte_special(pte_t pte)
562 {
563         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
564 }
565
566 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
567 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
568 {
569         return pte_val(a) == pte_val(b);
570 }
571
572 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
573 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
574 {
575         return pte_present(pte) && !(pte_val(pte) & _PAGE_READ);
576 }
577
578 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
579 {
580         /* pmd_large(pmd) implies pmd_present(pmd) */
581         return pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ);
582 }
583 #endif
584
585 static inline pgste_t pgste_get_lock(pte_t *ptep)
586 {
587         unsigned long new = 0;
588 #ifdef CONFIG_PGSTE
589         unsigned long old;
590
591         preempt_disable();
592         asm(
593                 "       lg      %0,%2\n"
594                 "0:     lgr     %1,%0\n"
595                 "       nihh    %0,0xff7f\n"    /* clear PCL bit in old */
596                 "       oihh    %1,0x0080\n"    /* set PCL bit in new */
597                 "       csg     %0,%1,%2\n"
598                 "       jl      0b\n"
599                 : "=&d" (old), "=&d" (new), "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
600                 : "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE]) : "cc", "memory");
601 #endif
602         return __pgste(new);
603 }
604
605 static inline void pgste_set_unlock(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
606 {
607 #ifdef CONFIG_PGSTE
608         asm(
609                 "       nihh    %1,0xff7f\n"    /* clear PCL bit */
610                 "       stg     %1,%0\n"
611                 : "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
612                 : "d" (pgste_val(pgste)), "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
613                 : "cc", "memory");
614         preempt_enable();
615 #endif
616 }
617
618 static inline pgste_t pgste_get(pte_t *ptep)
619 {
620         unsigned long pgste = 0;
621 #ifdef CONFIG_PGSTE
622         pgste = *(unsigned long *)(ptep + PTRS_PER_PTE);
623 #endif
624         return __pgste(pgste);
625 }
626
627 static inline void pgste_set(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
628 {
629 #ifdef CONFIG_PGSTE
630         *(pgste_t *)(ptep + PTRS_PER_PTE) = pgste;
631 #endif
632 }
633
634 static inline pgste_t pgste_update_all(pte_t *ptep, pgste_t pgste,
635                                        struct mm_struct *mm)
636 {
637 #ifdef CONFIG_PGSTE
638         unsigned long address, bits, skey;
639
640         if (!mm_use_skey(mm) || pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
641                 return pgste;
642         address = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
643         skey = (unsigned long) page_get_storage_key(address);
644         bits = skey & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED);
645         /* Transfer page changed & referenced bit to guest bits in pgste */
646         pgste_val(pgste) |= bits << 48;         /* GR bit & GC bit */
647         /* Copy page access key and fetch protection bit to pgste */
648         pgste_val(pgste) &= ~(PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT);
649         pgste_val(pgste) |= (skey & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT)) << 56;
650 #endif
651         return pgste;
652
653 }
654
655 static inline void pgste_set_key(pte_t *ptep, pgste_t pgste, pte_t entry,
656                                  struct mm_struct *mm)
657 {
658 #ifdef CONFIG_PGSTE
659         unsigned long address;
660         unsigned long nkey;
661
662         if (!mm_use_skey(mm) || pte_val(entry) & _PAGE_INVALID)
663                 return;
664         VM_BUG_ON(!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID));
665         address = pte_val(entry) & PAGE_MASK;
666         /*
667          * Set page access key and fetch protection bit from pgste.
668          * The guest C/R information is still in the PGSTE, set real
669          * key C/R to 0.
670          */
671         nkey = (pgste_val(pgste) & (PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT)) >> 56;
672         nkey |= (pgste_val(pgste) & (PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT)) >> 48;
673         page_set_storage_key(address, nkey, 0);
674 #endif
675 }
676
677 static inline pgste_t pgste_set_pte(pte_t *ptep, pgste_t pgste, pte_t entry)
678 {
679         if ((pte_val(entry) & _PAGE_PRESENT) &&
680             (pte_val(entry) & _PAGE_WRITE) &&
681             !(pte_val(entry) & _PAGE_INVALID)) {
682                 if (!MACHINE_HAS_ESOP) {
683                         /*
684                          * Without enhanced suppression-on-protection force
685                          * the dirty bit on for all writable ptes.
686                          */
687                         pte_val(entry) |= _PAGE_DIRTY;
688                         pte_val(entry) &= ~_PAGE_PROTECT;
689                 }
690                 if (!(pte_val(entry) & _PAGE_PROTECT))
691                         /* This pte allows write access, set user-dirty */
692                         pgste_val(pgste) |= PGSTE_UC_BIT;
693         }
694         *ptep = entry;
695         return pgste;
696 }
697
698 /**
699  * struct gmap_struct - guest address space
700  * @crst_list: list of all crst tables used in the guest address space
701  * @mm: pointer to the parent mm_struct
702  * @guest_to_host: radix tree with guest to host address translation
703  * @host_to_guest: radix tree with pointer to segment table entries
704  * @guest_table_lock: spinlock to protect all entries in the guest page table
705  * @table: pointer to the page directory
706  * @asce: address space control element for gmap page table
707  * @pfault_enabled: defines if pfaults are applicable for the guest
708  */
709 struct gmap {
710         struct list_head list;
711         struct list_head crst_list;
712         struct mm_struct *mm;
713         struct radix_tree_root guest_to_host;
714         struct radix_tree_root host_to_guest;
715         spinlock_t guest_table_lock;
716         unsigned long *table;
717         unsigned long asce;
718         unsigned long asce_end;
719         void *private;
720         bool pfault_enabled;
721 };
722
723 /**
724  * struct gmap_notifier - notify function block for page invalidation
725  * @notifier_call: address of callback function
726  */
727 struct gmap_notifier {
728         struct list_head list;
729         void (*notifier_call)(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr);
730 };
731
732 struct gmap *gmap_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long limit);
733 void gmap_free(struct gmap *gmap);
734 void gmap_enable(struct gmap *gmap);
735 void gmap_disable(struct gmap *gmap);
736 int gmap_map_segment(struct gmap *gmap, unsigned long from,
737                      unsigned long to, unsigned long len);
738 int gmap_unmap_segment(struct gmap *gmap, unsigned long to, unsigned long len);
739 unsigned long __gmap_translate(struct gmap *, unsigned long gaddr);
740 unsigned long gmap_translate(struct gmap *, unsigned long gaddr);
741 int __gmap_link(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr, unsigned long vmaddr);
742 int gmap_fault(struct gmap *, unsigned long gaddr, unsigned int fault_flags);
743 void gmap_discard(struct gmap *, unsigned long from, unsigned long to);
744 void __gmap_zap(struct gmap *, unsigned long gaddr);
745 bool gmap_test_and_clear_dirty(unsigned long address, struct gmap *);
746
747
748 void gmap_register_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
749 void gmap_unregister_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
750 int gmap_ipte_notify(struct gmap *, unsigned long start, unsigned long len);
751 void gmap_do_ipte_notify(struct mm_struct *, unsigned long addr, pte_t *);
752
753 static inline pgste_t pgste_ipte_notify(struct mm_struct *mm,
754                                         unsigned long addr,
755                                         pte_t *ptep, pgste_t pgste)
756 {
757 #ifdef CONFIG_PGSTE
758         if (pgste_val(pgste) & PGSTE_IN_BIT) {
759                 pgste_val(pgste) &= ~PGSTE_IN_BIT;
760                 gmap_do_ipte_notify(mm, addr, ptep);
761         }
762 #endif
763         return pgste;
764 }
765
766 /*
767  * Certain architectures need to do special things when PTEs
768  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
769  * hook is made available.
770  */
771 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
772                               pte_t *ptep, pte_t entry)
773 {
774         pgste_t pgste;
775
776         if (mm_has_pgste(mm)) {
777                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
778                 pgste_val(pgste) &= ~_PGSTE_GPS_ZERO;
779                 pgste_set_key(ptep, pgste, entry, mm);
780                 pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, entry);
781                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
782         } else {
783                 *ptep = entry;
784         }
785 }
786
787 /*
788  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
789  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
790  */
791 static inline int pte_write(pte_t pte)
792 {
793         return (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE) != 0;
794 }
795
796 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
797 {
798         return (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) != 0;
799 }
800
801 static inline int pte_young(pte_t pte)
802 {
803         return (pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) != 0;
804 }
805
806 #define __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
807 static inline int pte_unused(pte_t pte)
808 {
809         return pte_val(pte) & _PAGE_UNUSED;
810 }
811
812 /*
813  * pgd/pmd/pte modification functions
814  */
815
816 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
817 {
818         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
819                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
820 }
821
822 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
823 {
824         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
825                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
826 }
827
828 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
829 {
830         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
831 }
832
833 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
834 {
835         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
836 }
837
838 /*
839  * The following pte modification functions only work if
840  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
841  */
842 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
843 {
844         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
845         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
846         /*
847          * newprot for PAGE_NONE, PAGE_READ and PAGE_WRITE has the
848          * invalid bit set, clear it again for readable, young pages
849          */
850         if ((pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) && (pte_val(pte) & _PAGE_READ))
851                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
852         /*
853          * newprot for PAGE_READ and PAGE_WRITE has the page protection
854          * bit set, clear it again for writable, dirty pages
855          */
856         if ((pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
857                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
858         return pte;
859 }
860
861 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
862 {
863         pte_val(pte) &= ~_PAGE_WRITE;
864         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
865         return pte;
866 }
867
868 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
869 {
870         pte_val(pte) |= _PAGE_WRITE;
871         if (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY)
872                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
873         return pte;
874 }
875
876 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
877 {
878         pte_val(pte) &= ~_PAGE_DIRTY;
879         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
880         return pte;
881 }
882
883 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
884 {
885         pte_val(pte) |= _PAGE_DIRTY;
886         if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
887                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
888         return pte;
889 }
890
891 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
892 {
893         pte_val(pte) &= ~_PAGE_YOUNG;
894         pte_val(pte) |= _PAGE_INVALID;
895         return pte;
896 }
897
898 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
899 {
900         pte_val(pte) |= _PAGE_YOUNG;
901         if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
902                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
903         return pte;
904 }
905
906 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
907 {
908         pte_val(pte) |= _PAGE_SPECIAL;
909         return pte;
910 }
911
912 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
913 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
914 {
915         pte_val(pte) |= _PAGE_LARGE;
916         return pte;
917 }
918 #endif
919
920 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep)
921 {
922         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
923
924         /* Invalidation + global TLB flush for the pte */
925         asm volatile(
926                 "       ipte    %2,%3"
927                 : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep), "a" (pto), "a" (address));
928 }
929
930 static inline void __ptep_ipte_local(unsigned long address, pte_t *ptep)
931 {
932         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
933
934         /* Invalidation + local TLB flush for the pte */
935         asm volatile(
936                 "       .insn rrf,0xb2210000,%2,%3,0,1"
937                 : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep), "a" (pto), "a" (address));
938 }
939
940 static inline void __ptep_ipte_range(unsigned long address, int nr, pte_t *ptep)
941 {
942         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
943
944         /* Invalidate a range of ptes + global TLB flush of the ptes */
945         do {
946                 asm volatile(
947                         "       .insn rrf,0xb2210000,%2,%0,%1,0"
948                         : "+a" (address), "+a" (nr) : "a" (pto) : "memory");
949         } while (nr != 255);
950 }
951
952 static inline void ptep_flush_direct(struct mm_struct *mm,
953                                      unsigned long address, pte_t *ptep)
954 {
955         int active, count;
956
957         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
958                 return;
959         active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
960         count = atomic_add_return(0x10000, &mm->context.attach_count);
961         if (MACHINE_HAS_TLB_LC && (count & 0xffff) <= active &&
962             cpumask_equal(mm_cpumask(mm), cpumask_of(smp_processor_id())))
963                 __ptep_ipte_local(address, ptep);
964         else
965                 __ptep_ipte(address, ptep);
966         atomic_sub(0x10000, &mm->context.attach_count);
967 }
968
969 static inline void ptep_flush_lazy(struct mm_struct *mm,
970                                    unsigned long address, pte_t *ptep)
971 {
972         int active, count;
973
974         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
975                 return;
976         active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
977         count = atomic_add_return(0x10000, &mm->context.attach_count);
978         if ((count & 0xffff) <= active) {
979                 pte_val(*ptep) |= _PAGE_INVALID;
980                 mm->context.flush_mm = 1;
981         } else
982                 __ptep_ipte(address, ptep);
983         atomic_sub(0x10000, &mm->context.attach_count);
984 }
985
986 /*
987  * Get (and clear) the user dirty bit for a pte.
988  */
989 static inline int ptep_test_and_clear_user_dirty(struct mm_struct *mm,
990                                                  unsigned long addr,
991                                                  pte_t *ptep)
992 {
993         pgste_t pgste;
994         pte_t pte;
995         int dirty;
996
997         if (!mm_has_pgste(mm))
998                 return 0;
999         pgste = pgste_get_lock(ptep);
1000         dirty = !!(pgste_val(pgste) & PGSTE_UC_BIT);
1001         pgste_val(pgste) &= ~PGSTE_UC_BIT;
1002         pte = *ptep;
1003         if (dirty && (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT)) {
1004                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, addr, ptep, pgste);
1005                 __ptep_ipte(addr, ptep);
1006                 if (MACHINE_HAS_ESOP || !(pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
1007                         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
1008                 else
1009                         pte_val(pte) |= _PAGE_INVALID;
1010                 *ptep = pte;
1011         }
1012         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1013         return dirty;
1014 }
1015
1016 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1017 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1018                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
1019 {
1020         pgste_t pgste;
1021         pte_t pte, oldpte;
1022         int young;
1023
1024         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1025                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1026                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, addr, ptep, pgste);
1027         }
1028
1029         oldpte = pte = *ptep;
1030         ptep_flush_direct(vma->vm_mm, addr, ptep);
1031         young = pte_young(pte);
1032         pte = pte_mkold(pte);
1033
1034         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1035                 pgste = pgste_update_all(&oldpte, pgste, vma->vm_mm);
1036                 pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, pte);
1037                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1038         } else
1039                 *ptep = pte;
1040
1041         return young;
1042 }
1043
1044 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1045 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1046                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
1047 {
1048         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
1049 }
1050
1051 /*
1052  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
1053  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
1054  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
1055  * to modify an active pte. The sequence is
1056  *   1) ptep_get_and_clear
1057  *   2) set_pte_at
1058  *   3) flush_tlb_range
1059  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
1060  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
1061  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
1062  * is a nop.
1063  */
1064 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1065 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1066                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1067 {
1068         pgste_t pgste;
1069         pte_t pte;
1070
1071         if (mm_has_pgste(mm)) {
1072                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1073                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1074         }
1075
1076         pte = *ptep;
1077         ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1078         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1079
1080         if (mm_has_pgste(mm)) {
1081                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste, mm);
1082                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1083         }
1084         return pte;
1085 }
1086
1087 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1088 static inline pte_t ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
1089                                            unsigned long address,
1090                                            pte_t *ptep)
1091 {
1092         pgste_t pgste;
1093         pte_t pte;
1094
1095         if (mm_has_pgste(mm)) {
1096                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1097                 pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1098         }
1099
1100         pte = *ptep;
1101         ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1102
1103         if (mm_has_pgste(mm)) {
1104                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste, mm);
1105                 pgste_set(ptep, pgste);
1106         }
1107         return pte;
1108 }
1109
1110 static inline void ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm,
1111                                            unsigned long address,
1112                                            pte_t *ptep, pte_t pte)
1113 {
1114         pgste_t pgste;
1115
1116         if (mm_has_pgste(mm)) {
1117                 pgste = pgste_get(ptep);
1118                 pgste_set_key(ptep, pgste, pte, mm);
1119                 pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, pte);
1120                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1121         } else
1122                 *ptep = pte;
1123 }
1124
1125 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
1126 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1127                                      unsigned long address, pte_t *ptep)
1128 {
1129         pgste_t pgste;
1130         pte_t pte;
1131
1132         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1133                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1134                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1135         }
1136
1137         pte = *ptep;
1138         ptep_flush_direct(vma->vm_mm, address, ptep);
1139         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1140
1141         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1142                 if ((pgste_val(pgste) & _PGSTE_GPS_USAGE_MASK) ==
1143                     _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED)
1144                         pte_val(pte) |= _PAGE_UNUSED;
1145                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste, vma->vm_mm);
1146                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1147         }
1148         return pte;
1149 }
1150
1151 /*
1152  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
1153  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
1154  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
1155  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
1156  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
1157  */
1158 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
1159 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1160                                             unsigned long address,
1161                                             pte_t *ptep, int full)
1162 {
1163         pgste_t pgste;
1164         pte_t pte;
1165
1166         if (!full && mm_has_pgste(mm)) {
1167                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1168                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1169         }
1170
1171         pte = *ptep;
1172         if (!full)
1173                 ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1174         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1175
1176         if (!full && mm_has_pgste(mm)) {
1177                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste, mm);
1178                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1179         }
1180         return pte;
1181 }
1182
1183 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1184 static inline pte_t ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1185                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1186 {
1187         pgste_t pgste;
1188         pte_t pte = *ptep;
1189
1190         if (pte_write(pte)) {
1191                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1192                         pgste = pgste_get_lock(ptep);
1193                         pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1194                 }
1195
1196                 ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1197                 pte = pte_wrprotect(pte);
1198
1199                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1200                         pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, pte);
1201                         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1202                 } else
1203                         *ptep = pte;
1204         }
1205         return pte;
1206 }
1207
1208 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1209 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1210                                         unsigned long address, pte_t *ptep,
1211                                         pte_t entry, int dirty)
1212 {
1213         pgste_t pgste;
1214
1215         if (pte_same(*ptep, entry))
1216                 return 0;
1217         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1218                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1219                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1220         }
1221
1222         ptep_flush_direct(vma->vm_mm, address, ptep);
1223
1224         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1225                 pgste_set_key(ptep, pgste, entry, vma->vm_mm);
1226                 pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, entry);
1227                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1228         } else
1229                 *ptep = entry;
1230         return 1;
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1235  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1236  */
1237 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1238 {
1239         pte_t __pte;
1240         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
1241         return pte_mkyoung(__pte);
1242 }
1243
1244 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1245 {
1246         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1247         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1248
1249         if (pte_write(__pte) && PageDirty(page))
1250                 __pte = pte_mkdirty(__pte);
1251         return __pte;
1252 }
1253
1254 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1255 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1256 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1257 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
1258
1259 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
1260 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
1261
1262 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1263 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1264 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1265
1266 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1267 {
1268         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
1269         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1270                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
1271         return pud  + pud_index(address);
1272 }
1273
1274 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
1275 {
1276         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
1277         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1278                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
1279         return pmd + pmd_index(address);
1280 }
1281
1282 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
1283 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1284 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1285
1286 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_pfn(pmd))
1287
1288 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
1289 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
1290 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
1291 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
1292 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
1293
1294 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1295 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1296 {
1297         /*
1298          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_READ, or PAGE_WRITE (see __Pxxx / __Sxxx)
1299          * Convert to segment table entry format.
1300          */
1301         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1302                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1303         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_READ))
1304                 return pgprot_val(SEGMENT_READ);
1305         return pgprot_val(SEGMENT_WRITE);
1306 }
1307
1308 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1309 {
1310         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1311         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1312         return pmd;
1313 }
1314
1315 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
1316 {
1317         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1318         if (pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1319                 return pmd;
1320         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1321         return pmd;
1322 }
1323
1324 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
1325 {
1326         if (pmd_large(pmd)) {
1327                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1328                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1329         }
1330         return pmd;
1331 }
1332
1333 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1334 {
1335         if (pmd_large(pmd)) {
1336                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1337                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
1338                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1339         }
1340         return pmd;
1341 }
1342
1343 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1344 {
1345         if (pmd_large(pmd)) {
1346                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1347                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ)
1348                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1349         }
1350         return pmd;
1351 }
1352
1353 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1354 {
1355         if (pmd_large(pmd)) {
1356                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1357                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1358         }
1359         return pmd;
1360 }
1361
1362 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1363 {
1364         if (pmd_large(pmd)) {
1365                 pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE |
1366                         _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | _SEGMENT_ENTRY_YOUNG |
1367                         _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1368                 pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1369                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1370                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1371                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG))
1372                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1373                 return pmd;
1374         }
1375         pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
1376         pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1377         return pmd;
1378 }
1379
1380 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1381 {
1382         pmd_t __pmd;
1383         pmd_val(__pmd) = physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot);
1384         return __pmd;
1385 }
1386
1387 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1388
1389 static inline void __pmdp_csp(pmd_t *pmdp)
1390 {
1391         register unsigned long reg2 asm("2") = pmd_val(*pmdp);
1392         register unsigned long reg3 asm("3") = pmd_val(*pmdp) |
1393                                                _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1394         register unsigned long reg4 asm("4") = ((unsigned long) pmdp) + 5;
1395
1396         asm volatile(
1397                 "       csp %1,%3"
1398                 : "=m" (*pmdp)
1399                 : "d" (reg2), "d" (reg3), "d" (reg4), "m" (*pmdp) : "cc");
1400 }
1401
1402 static inline void __pmdp_idte(unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1403 {
1404         unsigned long sto;
1405
1406         sto = (unsigned long) pmdp - pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1407         asm volatile(
1408                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,0"
1409                 : "=m" (*pmdp)
1410                 : "m" (*pmdp), "a" (sto), "a" ((address & HPAGE_MASK))
1411                 : "cc" );
1412 }
1413
1414 static inline void __pmdp_idte_local(unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1415 {
1416         unsigned long sto;
1417
1418         sto = (unsigned long) pmdp - pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1419         asm volatile(
1420                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,1"
1421                 : "=m" (*pmdp)
1422                 : "m" (*pmdp), "a" (sto), "a" ((address & HPAGE_MASK))
1423                 : "cc" );
1424 }
1425
1426 static inline void pmdp_flush_direct(struct mm_struct *mm,
1427                                      unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1428 {
1429         int active, count;
1430
1431         if (pmd_val(*pmdp) & _SEGMENT_ENTRY_INVALID)
1432                 return;
1433         if (!MACHINE_HAS_IDTE) {
1434                 __pmdp_csp(pmdp);
1435                 return;
1436         }
1437         active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
1438         count = atomic_add_return(0x10000, &mm->context.attach_count);
1439         if (MACHINE_HAS_TLB_LC && (count & 0xffff) <= active &&
1440             cpumask_equal(mm_cpumask(mm), cpumask_of(smp_processor_id())))
1441                 __pmdp_idte_local(address, pmdp);
1442         else
1443                 __pmdp_idte(address, pmdp);
1444         atomic_sub(0x10000, &mm->context.attach_count);
1445 }
1446
1447 static inline void pmdp_flush_lazy(struct mm_struct *mm,
1448                                    unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1449 {
1450         int active, count;
1451
1452         if (pmd_val(*pmdp) & _SEGMENT_ENTRY_INVALID)
1453                 return;
1454         active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
1455         count = atomic_add_return(0x10000, &mm->context.attach_count);
1456         if ((count & 0xffff) <= active) {
1457                 pmd_val(*pmdp) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1458                 mm->context.flush_mm = 1;
1459         } else if (MACHINE_HAS_IDTE)
1460                 __pmdp_idte(address, pmdp);
1461         else
1462                 __pmdp_csp(pmdp);
1463         atomic_sub(0x10000, &mm->context.attach_count);
1464 }
1465
1466 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1467
1468 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1469 extern void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1470                                        pgtable_t pgtable);
1471
1472 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1473 extern pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
1474
1475 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1476                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1477 {
1478         *pmdp = entry;
1479 }
1480
1481 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1482 {
1483         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1484         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1485         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1486         return pmd;
1487 }
1488
1489 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1490 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1491                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1492 {
1493         pmd_t pmd;
1494
1495         pmd = *pmdp;
1496         pmdp_flush_direct(vma->vm_mm, address, pmdp);
1497         *pmdp = pmd_mkold(pmd);
1498         return pmd_young(pmd);
1499 }
1500
1501 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1502 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1503                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1504 {
1505         pmd_t pmd = *pmdp;
1506
1507         pmdp_flush_direct(mm, address, pmdp);
1508         pmd_clear(pmdp);
1509         return pmd;
1510 }
1511
1512 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
1513 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1514                                                  unsigned long address,
1515                                                  pmd_t *pmdp, int full)
1516 {
1517         pmd_t pmd = *pmdp;
1518
1519         if (!full)
1520                 pmdp_flush_lazy(mm, address, pmdp);
1521         pmd_clear(pmdp);
1522         return pmd;
1523 }
1524
1525 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
1526 static inline pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1527                                           unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1528 {
1529         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1530 }
1531
1532 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1533 static inline void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1534                                    unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1535 {
1536         pmdp_flush_direct(vma->vm_mm, address, pmdp);
1537 }
1538
1539 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1540 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1541                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1542 {
1543         pmd_t pmd = *pmdp;
1544
1545         if (pmd_write(pmd)) {
1546                 pmdp_flush_direct(mm, address, pmdp);
1547                 set_pmd_at(mm, address, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1548         }
1549 }
1550
1551 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
1552                                         unsigned long address,
1553                                         pmd_t *pmdp)
1554 {
1555         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1556 }
1557 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
1558
1559 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1560 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1561
1562 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1563 {
1564         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1565 }
1566
1567 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1568 {
1569         return MACHINE_HAS_HPAGE ? 1 : 0;
1570 }
1571 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1572
1573 /*
1574  * 64 bit swap entry format:
1575  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1576  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise a specification
1577  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1578  * specification exception has the bad habit not to store necessary
1579  * information in the lowcore.
1580  * Bits 54 and 63 are used to indicate the page type.
1581  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x201) == 0x200
1582  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-62 to store type and offset.
1583  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 52 bits from 0-51
1584  * for the offset.
1585  * |                      offset                        |01100|type |00|
1586  * |0000000000111111111122222222223333333333444444444455|55555|55566|66|
1587  * |0123456789012345678901234567890123456789012345678901|23456|78901|23|
1588  */
1589
1590 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << 52) - 1)
1591 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      12
1592 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << 5) - 1)
1593 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
1594
1595 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1596 {
1597         pte_t pte;
1598
1599         pte_val(pte) = _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT;
1600         pte_val(pte) |= (offset & __SWP_OFFSET_MASK) << __SWP_OFFSET_SHIFT;
1601         pte_val(pte) |= (type & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT;
1602         return pte;
1603 }
1604
1605 static inline unsigned long __swp_type(swp_entry_t entry)
1606 {
1607         return (entry.val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK;
1608 }
1609
1610 static inline unsigned long __swp_offset(swp_entry_t entry)
1611 {
1612         return (entry.val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK;
1613 }
1614
1615 static inline swp_entry_t __swp_entry(unsigned long type, unsigned long offset)
1616 {
1617         return (swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte(type, offset)) };
1618 }
1619
1620 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1621 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1622
1623 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1624
1625 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1626
1627 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1628 extern int vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1629 extern int s390_enable_sie(void);
1630 extern int s390_enable_skey(void);
1631 extern void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm);
1632
1633 /* s390 has a private copy of get unmapped area to deal with cache synonyms */
1634 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
1635 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
1636
1637 /*
1638  * No page table caches to initialise
1639  */
1640 static inline void pgtable_cache_init(void) { }
1641 static inline void check_pgt_cache(void) { }
1642
1643 #include <asm-generic/pgtable.h>
1644
1645 #endif /* _S390_PAGE_H */