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