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 #define RCP_IN_BIT      0x00002000UL    /* IPTE notify bit */
 310
 311 /* User dirty / referenced bit for KVM's migration feature */
 312 #define KVM_UR_BIT      0x00008000UL
 313 #define KVM_UC_BIT      0x00004000UL
 314
 315 #else /* CONFIG_64BIT */
 316
 317 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
 318 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
 319 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 320 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 321 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
 322 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
 323 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
 324 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
 325 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
 326 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
 327 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
 328 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
 329
 330 /* Bits in the region table entry */
 331 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 332 #define _REGION_ENTRY_RO        0x200   /* region protection bit            */
 333 #define _REGION_ENTRY_INV       0x20    /* invalid region table entry       */
 334 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
 335 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
 336 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
 337 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
 338 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
 339
 340 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 341 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INV)
 342 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 343 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INV)
 344 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 345 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INV)
 346
 347 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x400   /* RTTE-format control, large page  */
 348 #define _REGION3_ENTRY_RO       0x200   /* page protection bit              */
 349 #define _REGION3_ENTRY_CO       0x100   /* change-recording override        */
 350
 351 /* Bits in the segment table entry */
 352 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
 353 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
 354 #define _SEGMENT_ENTRY_RO       0x200   /* page protection bit              */
 355 #define _SEGMENT_ENTRY_INV      0x20    /* invalid segment table entry      */
 356
 357 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
 358 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INV)
 359
 360 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x400   /* STE-format control, large page   */
 361 #define _SEGMENT_ENTRY_CO       0x100   /* change-recording override   */
 362 #define _SEGMENT_ENTRY_SPLIT_BIT 0      /* THP splitting bit number */
 363 #define _SEGMENT_ENTRY_SPLIT    (1UL << _SEGMENT_ENTRY_SPLIT_BIT)
 364
 365 /* Set of bits not changed in pmd_modify */
 366 #define _SEGMENT_CHG_MASK       (_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN | _SEGMENT_ENTRY_LARGE \
 367                                  | _SEGMENT_ENTRY_SPLIT | _SEGMENT_ENTRY_CO)
 368
 369 /* Page status table bits for virtualization */
 370 #define RCP_ACC_BITS    0xf000000000000000UL
 371 #define RCP_FP_BIT      0x0800000000000000UL
 372 #define RCP_PCL_BIT     0x0080000000000000UL
 373 #define RCP_HR_BIT      0x0040000000000000UL
 374 #define RCP_HC_BIT      0x0020000000000000UL
 375 #define RCP_GR_BIT      0x0004000000000000UL
 376 #define RCP_GC_BIT      0x0002000000000000UL
 377 #define RCP_IN_BIT      0x0000200000000000UL    /* IPTE notify bit */
 378
 379 /* User dirty / referenced bit for KVM's migration feature */
 380 #define KVM_UR_BIT      0x0000800000000000UL
 381 #define KVM_UC_BIT      0x0000400000000000UL
 382
 383 #endif /* CONFIG_64BIT */
 384
 385 /*
 386  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
 387  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
 388  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
 389  */
 390 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
 391                                  _ASCE_ALT_EVENT)
 392
 393 /*
 394  * Page protection definitions.
 395  */
 396 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_TYPE_NONE)
 397 #define PAGE_RO         __pgprot(_PAGE_TYPE_RO)
 398 #define PAGE_RW         __pgprot(_PAGE_TYPE_RO | _PAGE_SWW)
 399 #define PAGE_RWC        __pgprot(_PAGE_TYPE_RW | _PAGE_SWW | _PAGE_SWC)
 400
 401 #define PAGE_KERNEL     PAGE_RWC
 402 #define PAGE_SHARED     PAGE_KERNEL
 403 #define PAGE_COPY       PAGE_RO
 404
 405 /*
 406  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
 407  * Read permission implies execute permission and write permission
 408  * implies read permission.
 409  */
 410          /*xwr*/
 411 #define __P000  PAGE_NONE
 412 #define __P001  PAGE_RO
 413 #define __P010  PAGE_RO
 414 #define __P011  PAGE_RO
 415 #define __P100  PAGE_RO
 416 #define __P101  PAGE_RO
 417 #define __P110  PAGE_RO
 418 #define __P111  PAGE_RO
 419
 420 #define __S000  PAGE_NONE
 421 #define __S001  PAGE_RO
 422 #define __S010  PAGE_RW
 423 #define __S011  PAGE_RW
 424 #define __S100  PAGE_RO
 425 #define __S101  PAGE_RO
 426 #define __S110  PAGE_RW
 427 #define __S111  PAGE_RW
 428
 429 /*
 430  * Segment entry (large page) protection definitions.
 431  */
 432 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_HPAGE_TYPE_NONE)
 433 #define SEGMENT_RO      __pgprot(_HPAGE_TYPE_RO)
 434 #define SEGMENT_RW      __pgprot(_HPAGE_TYPE_RW)
 435
 436 static inline int mm_exclusive(struct mm_struct *mm)
 437 {
 438         return likely(mm == current->active_mm &&
 439                       atomic_read(&mm->context.attach_count) <= 1);
 440 }
 441
 442 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
 443 {
 444 #ifdef CONFIG_PGSTE
 445         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
 446                 return 1;
 447 #endif
 448         return 0;
 449 }
 450 /*
 451  * pgd/pmd/pte query functions
 452  */
 453 #ifndef CONFIG_64BIT
 454
 455 static inline int pgd_present(pgd_t pgd) { return 1; }
 456 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)    { return 0; }
 457 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)     { return 0; }
 458
 459 static inline int pud_present(pud_t pud) { return 1; }
 460 static inline int pud_none(pud_t pud)    { return 0; }
 461 static inline int pud_large(pud_t pud)   { return 0; }
 462 static inline int pud_bad(pud_t pud)     { return 0; }
 463
 464 #else /* CONFIG_64BIT */
 465
 466 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 467 {
 468         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 469                 return 1;
 470         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 471 }
 472
 473 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 474 {
 475         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 476                 return 0;
 477         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INV) != 0UL;
 478 }
 479
 480 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 481 {
 482         /*
 483          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
 484          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 485          * invalid for either table entry.
 486          */
 487         unsigned long mask =
 488                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INV &
 489                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 490         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
 491 }
 492
 493 static inline int pud_present(pud_t pud)
 494 {
 495         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 496                 return 1;
 497         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 498 }
 499
 500 static inline int pud_none(pud_t pud)
 501 {
 502         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 503                 return 0;
 504         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_INV) != 0UL;
 505 }
 506
 507 static inline int pud_large(pud_t pud)
 508 {
 509         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 510                 return 0;
 511         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
 512 }
 513
 514 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 515 {
 516         /*
 517          * With dynamic page table levels the pud can be a region table
 518          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 519          * invalid for either table entry.
 520          */
 521         unsigned long mask =
 522                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INV &
 523                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 524         return (pud_val(pud) & mask) != 0;
 525 }
 526
 527 #endif /* CONFIG_64BIT */
 528
 529 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 530 {
 531         unsigned long mask = _SEGMENT_ENTRY_INV | _SEGMENT_ENTRY_RO;
 532         return (pmd_val(pmd) & mask) == _HPAGE_TYPE_NONE ||
 533                !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_INV);
 534 }
 535
 536 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 537 {
 538         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_INV) &&
 539                !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_RO);
 540 }
 541
 542 static inline int pmd_large(pmd_t pmd)
 543 {
 544 #ifdef CONFIG_64BIT
 545         return !!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE);
 546 #else
 547         return 0;
 548 #endif
 549 }
 550
 551 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 552 {
 553         unsigned long mask = ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_SEGMENT_ENTRY_INV;
 554         return (pmd_val(pmd) & mask) != _SEGMENT_ENTRY;
 555 }
 556
 557 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SPLITTING_FLUSH
 558 extern void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma,
 559                                  unsigned long addr, pmd_t *pmdp);
 560
 561 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
 562 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 563                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
 564                                  pmd_t entry, int dirty);
 565
 566 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 567 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 568                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
 569
 570 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
 571 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 572 {
 573         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_RO) == 0;
 574 }
 575
 576 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 577 {
 578         return 0;
 579 }
 580
 581 static inline int pte_none(pte_t pte)
 582 {
 583         return (pte_val(pte) & _PAGE_INVALID) && !(pte_val(pte) & _PAGE_SWT);
 584 }
 585
 586 static inline int pte_present(pte_t pte)
 587 {
 588         unsigned long mask = _PAGE_RO | _PAGE_INVALID | _PAGE_SWT | _PAGE_SWX;
 589         return (pte_val(pte) & mask) == _PAGE_TYPE_NONE ||
 590                 (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID) &&
 591                  !(pte_val(pte) & _PAGE_SWT));
 592 }
 593
 594 static inline int pte_file(pte_t pte)
 595 {
 596         unsigned long mask = _PAGE_RO | _PAGE_INVALID | _PAGE_SWT;
 597         return (pte_val(pte) & mask) == _PAGE_TYPE_FILE;
 598 }
 599
 600 static inline int pte_special(pte_t pte)
 601 {
 602         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
 603 }
 604
 605 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 606 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
 607 {
 608         return pte_val(a) == pte_val(b);
 609 }
 610
 611 static inline pgste_t pgste_get_lock(pte_t *ptep)
 612 {
 613         unsigned long new = 0;
 614 #ifdef CONFIG_PGSTE
 615         unsigned long old;
 616
 617         preempt_disable();
 618         asm(
 619                 "       lg      %0,%2\n"
 620                 "0:     lgr     %1,%0\n"
 621                 "       nihh    %0,0xff7f\n"    /* clear RCP_PCL_BIT in old */
 622                 "       oihh    %1,0x0080\n"    /* set RCP_PCL_BIT in new */
 623                 "       csg     %0,%1,%2\n"
 624                 "       jl      0b\n"
 625                 : "=&d" (old), "=&d" (new), "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
 626                 : "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE]) : "cc");
 627 #endif
 628         return __pgste(new);
 629 }
 630
 631 static inline void pgste_set_unlock(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 632 {
 633 #ifdef CONFIG_PGSTE
 634         asm(
 635                 "       nihh    %1,0xff7f\n"    /* clear RCP_PCL_BIT */
 636                 "       stg     %1,%0\n"
 637                 : "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
 638                 : "d" (pgste_val(pgste)), "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE]) : "cc");
 639         preempt_enable();
 640 #endif
 641 }
 642
 643 static inline void pgste_set(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 644 {
 645 #ifdef CONFIG_PGSTE
 646         *(pgste_t *)(ptep + PTRS_PER_PTE) = pgste;
 647 #endif
 648 }
 649
 650 static inline pgste_t pgste_update_all(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 651 {
 652 #ifdef CONFIG_PGSTE
 653         unsigned long address, bits;
 654         unsigned char skey;
 655
 656         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
 657                 return pgste;
 658         address = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
 659         skey = page_get_storage_key(address);
 660         bits = skey & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED);
 661         /* Clear page changed & referenced bit in the storage key */
 662         if (bits & _PAGE_CHANGED)
 663                 page_set_storage_key(address, skey ^ bits, 0);
 664         else if (bits)
 665                 page_reset_referenced(address);
 666         /* Transfer page changed & referenced bit to guest bits in pgste */
 667         pgste_val(pgste) |= bits << 48;         /* RCP_GR_BIT & RCP_GC_BIT */
 668         /* Get host changed & referenced bits from pgste */
 669         bits |= (pgste_val(pgste) & (RCP_HR_BIT | RCP_HC_BIT)) >> 52;
 670         /* Transfer page changed & referenced bit to kvm user bits */
 671         pgste_val(pgste) |= bits << 45;         /* KVM_UR_BIT & KVM_UC_BIT */
 672         /* Clear relevant host bits in pgste. */
 673         pgste_val(pgste) &= ~(RCP_HR_BIT | RCP_HC_BIT);
 674         pgste_val(pgste) &= ~(RCP_ACC_BITS | RCP_FP_BIT);
 675         /* Copy page access key and fetch protection bit to pgste */
 676         pgste_val(pgste) |=
 677                 (unsigned long) (skey & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT)) << 56;
 678         /* Transfer referenced bit to pte */
 679         pte_val(*ptep) |= (bits & _PAGE_REFERENCED) << 1;
 680 #endif
 681         return pgste;
 682
 683 }
 684
 685 static inline pgste_t pgste_update_young(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 686 {
 687 #ifdef CONFIG_PGSTE
 688         int young;
 689
 690         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
 691                 return pgste;
 692         /* Get referenced bit from storage key */
 693         young = page_reset_referenced(pte_val(*ptep) & PAGE_MASK);
 694         if (young)
 695                 pgste_val(pgste) |= RCP_GR_BIT;
 696         /* Get host referenced bit from pgste */
 697         if (pgste_val(pgste) & RCP_HR_BIT) {
 698                 pgste_val(pgste) &= ~RCP_HR_BIT;
 699                 young = 1;
 700         }
 701         /* Transfer referenced bit to kvm user bits and pte */
 702         if (young) {
 703                 pgste_val(pgste) |= KVM_UR_BIT;
 704                 pte_val(*ptep) |= _PAGE_SWR;
 705         }
 706 #endif
 707         return pgste;
 708 }
 709
 710 static inline void pgste_set_key(pte_t *ptep, pgste_t pgste, pte_t entry)
 711 {
 712 #ifdef CONFIG_PGSTE
 713         unsigned long address;
 714         unsigned long nkey;
 715
 716         if (pte_val(entry) & _PAGE_INVALID)
 717                 return;
 718         VM_BUG_ON(!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID));
 719         address = pte_val(entry) & PAGE_MASK;
 720         /*
 721          * Set page access key and fetch protection bit from pgste.
 722          * The guest C/R information is still in the PGSTE, set real
 723          * key C/R to 0.
 724          */
 725         nkey = (pgste_val(pgste) & (RCP_ACC_BITS | RCP_FP_BIT)) >> 56;
 726         page_set_storage_key(address, nkey, 0);
 727 #endif
 728 }
 729
 730 static inline void pgste_set_pte(pte_t *ptep, pte_t entry)
 731 {
 732         if (!MACHINE_HAS_ESOP && (pte_val(entry) & _PAGE_SWW)) {
 733                 /*
 734                  * Without enhanced suppression-on-protection force
 735                  * the dirty bit on for all writable ptes.
 736                  */
 737                 pte_val(entry) |= _PAGE_SWC;
 738                 pte_val(entry) &= ~_PAGE_RO;
 739         }
 740         *ptep = entry;
 741 }
 742
 743 /**
 744  * struct gmap_struct - guest address space
 745  * @mm: pointer to the parent mm_struct
 746  * @table: pointer to the page directory
 747  * @asce: address space control element for gmap page table
 748  * @crst_list: list of all crst tables used in the guest address space
 749  */
 750 struct gmap {
 751         struct list_head list;
 752         struct mm_struct *mm;
 753         unsigned long *table;
 754         unsigned long asce;
 755         struct list_head crst_list;
 756 };
 757
 758 /**
 759  * struct gmap_rmap - reverse mapping for segment table entries
 760  * @gmap: pointer to the gmap_struct
 761  * @entry: pointer to a segment table entry
 762  * @vmaddr: virtual address in the guest address space
 763  */
 764 struct gmap_rmap {
 765         struct list_head list;
 766         struct gmap *gmap;
 767         unsigned long *entry;
 768         unsigned long vmaddr;
 769 };
 770
 771 /**
 772  * struct gmap_pgtable - gmap information attached to a page table
 773  * @vmaddr: address of the 1MB segment in the process virtual memory
 774  * @mapper: list of segment table entries mapping a page table
 775  */
 776 struct gmap_pgtable {
 777         unsigned long vmaddr;
 778         struct list_head mapper;
 779 };
 780
 781 /**
 782  * struct gmap_notifier - notify function block for page invalidation
 783  * @notifier_call: address of callback function
 784  */
 785 struct gmap_notifier {
 786         struct list_head list;
 787         void (*notifier_call)(struct gmap *gmap, unsigned long address);
 788 };
 789
 790 struct gmap *gmap_alloc(struct mm_struct *mm);
 791 void gmap_free(struct gmap *gmap);
 792 void gmap_enable(struct gmap *gmap);
 793 void gmap_disable(struct gmap *gmap);
 794 int gmap_map_segment(struct gmap *gmap, unsigned long from,
 795                      unsigned long to, unsigned long len);
 796 int gmap_unmap_segment(struct gmap *gmap, unsigned long to, unsigned long len);
 797 unsigned long __gmap_translate(unsigned long address, struct gmap *);
 798 unsigned long gmap_translate(unsigned long address, struct gmap *);
 799 unsigned long __gmap_fault(unsigned long address, struct gmap *);
 800 unsigned long gmap_fault(unsigned long address, struct gmap *);
 801 void gmap_discard(unsigned long from, unsigned long to, struct gmap *);
 802
 803 void gmap_register_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
 804 void gmap_unregister_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
 805 int gmap_ipte_notify(struct gmap *, unsigned long start, unsigned long len);
 806 void gmap_do_ipte_notify(struct mm_struct *, unsigned long addr, pte_t *);
 807
 808 static inline pgste_t pgste_ipte_notify(struct mm_struct *mm,
 809                                         unsigned long addr,
 810                                         pte_t *ptep, pgste_t pgste)
 811 {
 812 #ifdef CONFIG_PGSTE
 813         if (pgste_val(pgste) & RCP_IN_BIT) {
 814                 pgste_val(pgste) &= ~RCP_IN_BIT;
 815                 gmap_do_ipte_notify(mm, addr, ptep);
 816         }
 817 #endif
 818         return pgste;
 819 }
 820
 821 /*
 822  * Certain architectures need to do special things when PTEs
 823  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
 824  * hook is made available.
 825  */
 826 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 827                               pte_t *ptep, pte_t entry)
 828 {
 829         pgste_t pgste;
 830
 831         if (mm_has_pgste(mm)) {
 832                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
 833                 pgste_set_key(ptep, pgste, entry);
 834                 pgste_set_pte(ptep, entry);
 835                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 836         } else {
 837                 if (!(pte_val(entry) & _PAGE_INVALID) && MACHINE_HAS_EDAT1)
 838                         pte_val(entry) |= _PAGE_CO;
 839                 *ptep = entry;
 840         }
 841 }
 842
 843 /*
 844  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
 845  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 846  */
 847 static inline int pte_write(pte_t pte)
 848 {
 849         return (pte_val(pte) & _PAGE_SWW) != 0;
 850 }
 851
 852 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 853 {
 854         return (pte_val(pte) & _PAGE_SWC) != 0;
 855 }
 856
 857 static inline int pte_young(pte_t pte)
 858 {
 859 #ifdef CONFIG_PGSTE
 860         if (pte_val(pte) & _PAGE_SWR)
 861                 return 1;
 862 #endif
 863         return 0;
 864 }
 865
 866 /*
 867  * pgd/pmd/pte modification functions
 868  */
 869
 870 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
 871 {
 872 #ifdef CONFIG_64BIT
 873         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 874                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 875 #endif
 876 }
 877
 878 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
 879 {
 880 #ifdef CONFIG_64BIT
 881         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 882                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 883 #endif
 884 }
 885
 886 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 887 {
 888         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 889 }
 890
 891 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 892 {
 893         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
 894 }
 895
 896 /*
 897  * The following pte modification functions only work if
 898  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 899  */
 900 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 901 {
 902         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
 903         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
 904         if ((pte_val(pte) & _PAGE_SWC) && (pte_val(pte) & _PAGE_SWW))
 905                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_RO;
 906         return pte;
 907 }
 908
 909 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 910 {
 911         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SWW;
 912         /* Do not clobber _PAGE_TYPE_NONE pages!  */
 913         if (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID))
 914                 pte_val(pte) |= _PAGE_RO;
 915         return pte;
 916 }
 917
 918 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 919 {
 920         pte_val(pte) |= _PAGE_SWW;
 921         if (pte_val(pte) & _PAGE_SWC)
 922                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_RO;
 923         return pte;
 924 }
 925
 926 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 927 {
 928         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SWC;
 929         /* Do not clobber _PAGE_TYPE_NONE pages!  */
 930         if (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID))
 931                 pte_val(pte) |= _PAGE_RO;
 932         return pte;
 933 }
 934
 935 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 936 {
 937         pte_val(pte) |= _PAGE_SWC;
 938         if (pte_val(pte) & _PAGE_SWW)
 939                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_RO;
 940         return pte;
 941 }
 942
 943 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 944 {
 945 #ifdef CONFIG_PGSTE
 946         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SWR;
 947 #endif
 948         return pte;
 949 }
 950
 951 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 952 {
 953         return pte;
 954 }
 955
 956 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 957 {
 958         pte_val(pte) |= _PAGE_SPECIAL;
 959         return pte;
 960 }
 961
 962 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 963 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 964 {
 965         pte_val(pte) |= (_SEGMENT_ENTRY_LARGE | _SEGMENT_ENTRY_CO);
 966         return pte;
 967 }
 968 #endif
 969
 970 /*
 971  * Get (and clear) the user dirty bit for a pte.
 972  */
 973 static inline int ptep_test_and_clear_user_dirty(struct mm_struct *mm,
 974                                                  pte_t *ptep)
 975 {
 976         pgste_t pgste;
 977         int dirty = 0;
 978
 979         if (mm_has_pgste(mm)) {
 980                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
 981                 pgste = pgste_update_all(ptep, pgste);
 982                 dirty = !!(pgste_val(pgste) & KVM_UC_BIT);
 983                 pgste_val(pgste) &= ~KVM_UC_BIT;
 984                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 985                 return dirty;
 986         }
 987         return dirty;
 988 }
 989
 990 /*
 991  * Get (and clear) the user referenced bit for a pte.
 992  */
 993 static inline int ptep_test_and_clear_user_young(struct mm_struct *mm,
 994                                                  pte_t *ptep)
 995 {
 996         pgste_t pgste;
 997         int young = 0;
 998
 999         if (mm_has_pgste(mm)) {
1000                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1001                 pgste = pgste_update_young(ptep, pgste);
1002                 young = !!(pgste_val(pgste) & KVM_UR_BIT);
1003                 pgste_val(pgste) &= ~KVM_UR_BIT;
1004                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1005         }
1006         return young;
1007 }
1008
1009 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1010 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1011                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
1012 {
1013         pgste_t pgste;
1014         pte_t pte;
1015
1016         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1017                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1018                 pgste = pgste_update_young(ptep, pgste);
1019                 pte = *ptep;
1020                 *ptep = pte_mkold(pte);
1021                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1022                 return pte_young(pte);
1023         }
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1028 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1029                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
1030 {
1031         /* No need to flush TLB
1032          * On s390 reference bits are in storage key and never in TLB
1033          * With virtualization we handle the reference bit, without we
1034          * we can simply return */
1035         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
1036 }
1037
1038 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep)
1039 {
1040         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)) {
1041 #ifndef CONFIG_64BIT
1042                 /* pto must point to the start of the segment table */
1043                 pte_t *pto = (pte_t *) (((unsigned long) ptep) & 0x7ffffc00);
1044 #else
1045                 /* ipte in zarch mode can do the math */
1046                 pte_t *pto = ptep;
1047 #endif
1048                 asm volatile(
1049                         "       ipte    %2,%3"
1050                         : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep),
1051                           "a" (pto), "a" (address));
1052         }
1053 }
1054
1055 /*
1056  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
1057  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
1058  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
1059  * to modify an active pte. The sequence is
1060  *   1) ptep_get_and_clear
1061  *   2) set_pte_at
1062  *   3) flush_tlb_range
1063  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
1064  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
1065  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
1066  * is a nop.
1067  */
1068 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1069 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1070                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1071 {
1072         pgste_t pgste;
1073         pte_t pte;
1074
1075         mm->context.flush_mm = 1;
1076         if (mm_has_pgste(mm)) {
1077                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1078                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1079         }
1080
1081         pte = *ptep;
1082         if (!mm_exclusive(mm))
1083                 __ptep_ipte(address, ptep);
1084         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
1085
1086         if (mm_has_pgste(mm)) {
1087                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1088                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1089         }
1090         return pte;
1091 }
1092
1093 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1094 static inline pte_t ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
1095                                            unsigned long address,
1096                                            pte_t *ptep)
1097 {
1098         pgste_t pgste;
1099         pte_t pte;
1100
1101         mm->context.flush_mm = 1;
1102         if (mm_has_pgste(mm)) {
1103                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1104                 pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1105         }
1106
1107         pte = *ptep;
1108         if (!mm_exclusive(mm))
1109                 __ptep_ipte(address, ptep);
1110
1111         if (mm_has_pgste(mm)) {
1112                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1113                 pgste_set(ptep, pgste);
1114         }
1115         return pte;
1116 }
1117
1118 static inline void ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm,
1119                                            unsigned long address,
1120                                            pte_t *ptep, pte_t pte)
1121 {
1122         pgste_t pgste;
1123
1124         if (mm_has_pgste(mm)) {
1125                 pgste = *(pgste_t *)(ptep + PTRS_PER_PTE);
1126                 pgste_set_key(ptep, pgste, pte);
1127                 pgste_set_pte(ptep, pte);
1128                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1129         } else
1130                 *ptep = pte;
1131 }
1132
1133 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
1134 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1135                                      unsigned long address, pte_t *ptep)
1136 {
1137         pgste_t pgste;
1138         pte_t pte;
1139
1140         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1141                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1142                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1143         }
1144
1145         pte = *ptep;
1146         __ptep_ipte(address, ptep);
1147         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
1148
1149         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1150                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1151                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1152         }
1153         return pte;
1154 }
1155
1156 /*
1157  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
1158  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
1159  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
1160  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
1161  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
1162  */
1163 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
1164 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1165                                             unsigned long address,
1166                                             pte_t *ptep, int full)
1167 {
1168         pgste_t pgste;
1169         pte_t pte;
1170
1171         if (mm_has_pgste(mm)) {
1172                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1173                 if (!full)
1174                         pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1175         }
1176
1177         pte = *ptep;
1178         if (!full)
1179                 __ptep_ipte(address, ptep);
1180         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
1181
1182         if (mm_has_pgste(mm)) {
1183                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1184                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1185         }
1186         return pte;
1187 }
1188
1189 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1190 static inline pte_t ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1191                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1192 {
1193         pgste_t pgste;
1194         pte_t pte = *ptep;
1195
1196         if (pte_write(pte)) {
1197                 mm->context.flush_mm = 1;
1198                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1199                         pgste = pgste_get_lock(ptep);
1200                         pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1201                 }
1202
1203                 if (!mm_exclusive(mm))
1204                         __ptep_ipte(address, ptep);
1205                 pte = pte_wrprotect(pte);
1206
1207                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1208                         pgste_set_pte(ptep, pte);
1209                         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1210                 } else
1211                         *ptep = pte;
1212         }
1213         return pte;
1214 }
1215
1216 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1217 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1218                                         unsigned long address, pte_t *ptep,
1219                                         pte_t entry, int dirty)
1220 {
1221         pgste_t pgste;
1222
1223         if (pte_same(*ptep, entry))
1224                 return 0;
1225         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1226                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1227                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1228         }
1229
1230         __ptep_ipte(address, ptep);
1231
1232         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1233                 pgste_set_pte(ptep, entry);
1234                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1235         } else
1236                 *ptep = entry;
1237         return 1;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1242  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1243  */
1244 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1245 {
1246         pte_t __pte;
1247         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
1248         return __pte;
1249 }
1250
1251 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1252 {
1253         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1254         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1255
1256         if ((pte_val(__pte) & _PAGE_SWW) && PageDirty(page)) {
1257                 pte_val(__pte) |= _PAGE_SWC;
1258                 pte_val(__pte) &= ~_PAGE_RO;
1259         }
1260         return __pte;
1261 }
1262
1263 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1264 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1265 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1266 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
1267
1268 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
1269 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
1270
1271 #ifndef CONFIG_64BIT
1272
1273 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1274 #define pud_deref(pmd) ({ BUG(); 0UL; })
1275 #define pgd_deref(pmd) ({ BUG(); 0UL; })
1276
1277 #define pud_offset(pgd, address) ((pud_t *) pgd)
1278 #define pmd_offset(pud, address) ((pmd_t *) pud + pmd_index(address))
1279
1280 #else /* CONFIG_64BIT */
1281
1282 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1283 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1284 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1285
1286 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1287 {
1288         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
1289         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1290                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
1291         return pud  + pud_index(address);
1292 }
1293
1294 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
1295 {
1296         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
1297         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1298                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
1299         return pmd + pmd_index(address);
1300 }
1301
1302 #endif /* CONFIG_64BIT */
1303
1304 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
1305 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1306 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1307
1308 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT)
1309
1310 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
1311 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
1312 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
1313 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
1314 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
1315
1316 static inline void __pmd_idte(unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1317 {
1318         unsigned long sto = (unsigned long) pmdp -
1319                             pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1320
1321         if (!(pmd_val(*pmdp) & _SEGMENT_ENTRY_INV)) {
1322                 asm volatile(
1323                         "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,0"
1324                         : "=m" (*pmdp)
1325                         : "m" (*pmdp), "a" (sto),
1326                           "a" ((address & HPAGE_MASK))
1327                         : "cc"
1328                 );
1329         }
1330 }
1331
1332 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1333 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1334 {
1335         /*
1336          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_RO, or PAGE_RW (see __Pxxx / __Sxxx)
1337          * Convert to segment table entry format.
1338          */
1339         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1340                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1341         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RO))
1342                 return pgprot_val(SEGMENT_RO);
1343         return pgprot_val(SEGMENT_RW);
1344 }
1345
1346 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1347 {
1348         pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_CHG_MASK;
1349         pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1350         return pmd;
1351 }
1352
1353 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1354 {
1355         pmd_t __pmd;
1356         pmd_val(__pmd) = physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot);
1357         return __pmd;
1358 }
1359
1360 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
1361 {
1362         /* Do not clobber _HPAGE_TYPE_NONE pages! */
1363         if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_INV))
1364                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_RO;
1365         return pmd;
1366 }
1367 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1368
1369 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1370
1371 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1372 extern void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pgtable_t pgtable);
1373
1374 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1375 extern pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm);
1376
1377 static inline int pmd_trans_splitting(pmd_t pmd)
1378 {
1379         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SPLIT;
1380 }
1381
1382 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1383                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1384 {
1385         if (!(pmd_val(entry) & _SEGMENT_ENTRY_INV) && MACHINE_HAS_EDAT1)
1386                 pmd_val(entry) |= _SEGMENT_ENTRY_CO;
1387         *pmdp = entry;
1388 }
1389
1390 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1391 {
1392         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1393         return pmd;
1394 }
1395
1396 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1397 {
1398         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_RO;
1399         return pmd;
1400 }
1401
1402 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1403 {
1404         /* No dirty bit in the segment table entry. */
1405         return pmd;
1406 }
1407
1408 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1409 {
1410         /* No referenced bit in the segment table entry. */
1411         return pmd;
1412 }
1413
1414 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1415 {
1416         /* No referenced bit in the segment table entry. */
1417         return pmd;
1418 }
1419
1420 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1421 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1422                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1423 {
1424         unsigned long pmd_addr = pmd_val(*pmdp) & HPAGE_MASK;
1425         long tmp, rc;
1426         int counter;
1427
1428         rc = 0;
1429         if (MACHINE_HAS_RRBM) {
1430                 counter = PTRS_PER_PTE >> 6;
1431                 asm volatile(
1432                         "0:     .insn   rre,0xb9ae0000,%0,%3\n" /* rrbm */
1433                         "       ogr     %1,%0\n"
1434                         "       la      %3,0(%4,%3)\n"
1435                         "       brct    %2,0b\n"
1436                         : "=&d" (tmp), "+&d" (rc), "+d" (counter),
1437                           "+a" (pmd_addr)
1438                         : "a" (64 * 4096UL) : "cc");
1439                 rc = !!rc;
1440         } else {
1441                 counter = PTRS_PER_PTE;
1442                 asm volatile(
1443                         "0:     rrbe    0,%2\n"
1444                         "       la      %2,0(%3,%2)\n"
1445                         "       brc     12,1f\n"
1446                         "       lhi     %0,1\n"
1447                         "1:     brct    %1,0b\n"
1448                         : "+d" (rc), "+d" (counter), "+a" (pmd_addr)
1449                         : "a" (4096UL) : "cc");
1450         }
1451         return rc;
1452 }
1453
1454 #define __HAVE_ARCH_PMDP_GET_AND_CLEAR
1455 static inline pmd_t pmdp_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1456                                        unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1457 {
1458         pmd_t pmd = *pmdp;
1459
1460         __pmd_idte(address, pmdp);
1461         pmd_clear(pmdp);
1462         return pmd;
1463 }
1464
1465 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_FLUSH
1466 static inline pmd_t pmdp_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1467                                      unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1468 {
1469         return pmdp_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1470 }
1471
1472 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1473 static inline void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1474                                    unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1475 {
1476         __pmd_idte(address, pmdp);
1477 }
1478
1479 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1480 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1481                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1482 {
1483         pmd_t pmd = *pmdp;
1484
1485         if (pmd_write(pmd)) {
1486                 __pmd_idte(address, pmdp);
1487                 set_pmd_at(mm, address, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1488         }
1489 }
1490
1491 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1492 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1493
1494 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1495 {
1496         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1497 }
1498
1499 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1500 {
1501         return MACHINE_HAS_HPAGE ? 1 : 0;
1502 }
1503
1504 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
1505 {
1506         return pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT;
1507 }
1508 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1509
1510 /*
1511  * 31 bit swap entry format:
1512  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1513  * Bits 0, 20 and bit 23 have to be zero, otherwise an specification
1514  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1515  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
1516  * information in the lowcore.
1517  * Bit 21 and bit 22 are the page invalid bit and the page protection
1518  * bit. We set both to indicate a swapped page.
1519  * Bit 30 and 31 are used to distinguish the different page types. For
1520  * a swapped page these bits need to be zero.
1521  * This leaves the bits 1-19 and bits 24-29 to store type and offset.
1522  * We use the 5 bits from 25-29 for the type and the 20 bits from 1-19
1523  * plus 24 for the offset.
1524  * 0|     offset        |0110|o|type |00|
1525  * 0 0000000001111111111 2222 2 22222 33
1526  * 0 1234567890123456789 0123 4 56789 01
1527  *
1528  * 64 bit swap entry format:
1529  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1530  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise an specification
1531  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1532  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
1533  * information in the lowcore.
1534  * Bit 53 and bit 54 are the page invalid bit and the page protection
1535  * bit. We set both to indicate a swapped page.
1536  * Bit 62 and 63 are used to distinguish the different page types. For
1537  * a swapped page these bits need to be zero.
1538  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-61 to store type and offset.
1539  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 53 bits from 0-51
1540  * plus 56 for the offset.
1541  * |                      offset                        |0110|o|type |00|
1542  *  0000000000111111111122222222223333333333444444444455 5555 5 55566 66
1543  *  0123456789012345678901234567890123456789012345678901 2345 6 78901 23
1544  */
1545 #ifndef CONFIG_64BIT
1546 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 12)
1547 #else
1548 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 11)
1549 #endif
1550 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1551 {
1552         pte_t pte;
1553         offset &= __SWP_OFFSET_MASK;
1554         pte_val(pte) = _PAGE_TYPE_SWAP | ((type & 0x1f) << 2) |
1555                 ((offset & 1UL) << 7) | ((offset & ~1UL) << 11);
1556         return pte;
1557 }
1558
1559 #define __swp_type(entry)       (((entry).val >> 2) & 0x1f)
1560 #define __swp_offset(entry)     (((entry).val >> 11) | (((entry).val >> 7) & 1))
1561 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte((type),(offset))) })
1562
1563 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1564 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1565
1566 #ifndef CONFIG_64BIT
1567 # define PTE_FILE_MAX_BITS      26
1568 #else /* CONFIG_64BIT */
1569 # define PTE_FILE_MAX_BITS      59
1570 #endif /* CONFIG_64BIT */
1571
1572 #define pte_to_pgoff(__pte) \
1573         ((((__pte).pte >> 12) << 7) + (((__pte).pte >> 1) & 0x7f))
1574
1575 #define pgoff_to_pte(__off) \
1576         ((pte_t) { ((((__off) & 0x7f) << 1) + (((__off) >> 7) << 12)) \
1577                    | _PAGE_TYPE_FILE })
1578
1579 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1580
1581 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1582
1583 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1584 extern int vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1585 extern int s390_enable_sie(void);
1586
1587 /*
1588  * No page table caches to initialise
1589  */
1590 static inline void pgtable_cache_init(void) { }
1591 static inline void check_pgt_cache(void) { }
1592
1593 #include <asm-generic/pgtable.h>
1594
1595 #endif /* _S390_PAGE_H */