Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / arch / s390 / include / asm / pgtable.h
1 /*
2  *  S390 version
3  *    Copyright IBM Corp. 1999, 2000
4  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
5  *               Ulrich Weigand (weigand@de.ibm.com)
6  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
7  *
8  *  Derived from "include/asm-i386/pgtable.h"
9  */
10
11 #ifndef _ASM_S390_PGTABLE_H
12 #define _ASM_S390_PGTABLE_H
13
14 /*
15  * The Linux memory management assumes a three-level page table setup.
16  * For s390 64 bit we use up to four of the five levels the hardware
17  * provides (region first tables are not used).
18  *
19  * The "pgd_xxx()" functions are trivial for a folded two-level
20  * setup: the pgd is never bad, and a pmd always exists (as it's folded
21  * into the pgd entry)
22  *
23  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
24  * the S390 page table tree.
25  */
26 #ifndef __ASSEMBLY__
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/mm_types.h>
29 #include <linux/page-flags.h>
30 #include <linux/radix-tree.h>
31 #include <asm/bug.h>
32 #include <asm/page.h>
33
34 extern pgd_t swapper_pg_dir[] __attribute__ ((aligned (4096)));
35 extern void paging_init(void);
36 extern void vmem_map_init(void);
37
38 /*
39  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
40  * tables contain all the necessary information.
41  */
42 #define update_mmu_cache(vma, address, ptep)     do { } while (0)
43 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, ptep) do { } while (0)
44
45 /*
46  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero; used
47  * for zero-mapped memory areas etc..
48  */
49
50 extern unsigned long empty_zero_page;
51 extern unsigned long zero_page_mask;
52
53 #define ZERO_PAGE(vaddr) \
54         (virt_to_page((void *)(empty_zero_page + \
55          (((unsigned long)(vaddr)) &zero_page_mask))))
56 #define __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
57
58 /* TODO: s390 cannot support io_remap_pfn_range... */
59 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
60
61 /*
62  * PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
63  * table can map
64  * PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map
65  */
66 #define PMD_SHIFT       20
67 #define PUD_SHIFT       31
68 #define PGDIR_SHIFT     42
69
70 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
71 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
72 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
73 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
74 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
75 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
76
77 /*
78  * entries per page directory level: the S390 is two-level, so
79  * we don't really have any PMD directory physically.
80  * for S390 segment-table entries are combined to one PGD
81  * that leads to 1024 pte per pgd
82  */
83 #define PTRS_PER_PTE    256
84 #define PTRS_PER_PMD    2048
85 #define PTRS_PER_PUD    2048
86 #define PTRS_PER_PGD    2048
87
88 #define FIRST_USER_ADDRESS  0UL
89
90 #define pte_ERROR(e) \
91         printk("%s:%d: bad pte %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pte_val(e))
92 #define pmd_ERROR(e) \
93         printk("%s:%d: bad pmd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pmd_val(e))
94 #define pud_ERROR(e) \
95         printk("%s:%d: bad pud %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pud_val(e))
96 #define pgd_ERROR(e) \
97         printk("%s:%d: bad pgd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pgd_val(e))
98
99 #ifndef __ASSEMBLY__
100 /*
101  * The vmalloc and module area will always be on the topmost area of the
102  * kernel mapping. We reserve 128GB (64bit) for vmalloc and modules.
103  * On 64 bit kernels we have a 2GB area at the top of the vmalloc area where
104  * modules will reside. That makes sure that inter module branches always
105  * happen without trampolines and in addition the placement within a 2GB frame
106  * is branch prediction unit friendly.
107  */
108 extern unsigned long VMALLOC_START;
109 extern unsigned long VMALLOC_END;
110 extern struct page *vmemmap;
111
112 #define VMEM_MAX_PHYS ((unsigned long) vmemmap)
113
114 extern unsigned long MODULES_VADDR;
115 extern unsigned long MODULES_END;
116 #define MODULES_VADDR   MODULES_VADDR
117 #define MODULES_END     MODULES_END
118 #define MODULES_LEN     (1UL << 31)
119
120 static inline int is_module_addr(void *addr)
121 {
122         BUILD_BUG_ON(MODULES_LEN > (1UL << 31));
123         if (addr < (void *)MODULES_VADDR)
124                 return 0;
125         if (addr > (void *)MODULES_END)
126                 return 0;
127         return 1;
128 }
129
130 /*
131  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
132  * |                     PFRA                         |0IPC|  OS  |
133  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
134  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
135  *
136  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
137  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
138  * C Change-bit override: HW is not required to set change bit
139  *
140  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
141  * |        P-table origin                              |      TT
142  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
143  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
144  *
145  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
146  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
147  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
148  * TT Type 00
149  *
150  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
151  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
152  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
153  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
154  *
155  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
156  * TT Type 01
157  * TF
158  * TL Table length
159  *
160  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
161  * |      region table origon                          |       DTTL
162  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
163  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
164  *
165  * X Space-Switch event:
166  * G Segment-Invalid Bit:  
167  * P Private-Space Bit:    
168  * S Storage-Alteration:
169  * R Real space
170  * TL Table-Length:
171  *
172  * A storage key has the following format:
173  * | ACC |F|R|C|0|
174  *  0   3 4 5 6 7
175  * ACC: access key
176  * F  : fetch protection bit
177  * R  : referenced bit
178  * C  : changed bit
179  */
180
181 /* Hardware bits in the page table entry */
182 #define _PAGE_PROTECT   0x200           /* HW read-only bit  */
183 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
184 #define _PAGE_LARGE     0x800           /* Bit to mark a large pte */
185
186 /* Software bits in the page table entry */
187 #define _PAGE_PRESENT   0x001           /* SW pte present bit */
188 #define _PAGE_YOUNG     0x004           /* SW pte young bit */
189 #define _PAGE_DIRTY     0x008           /* SW pte dirty bit */
190 #define _PAGE_READ      0x010           /* SW pte read bit */
191 #define _PAGE_WRITE     0x020           /* SW pte write bit */
192 #define _PAGE_SPECIAL   0x040           /* SW associated with special page */
193 #define _PAGE_UNUSED    0x080           /* SW bit for pgste usage state */
194 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
195
196 /* Set of bits not changed in pte_modify */
197 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_DIRTY | \
198                                  _PAGE_YOUNG)
199
200 /*
201  * handle_pte_fault uses pte_present and pte_none to find out the pte type
202  * WITHOUT holding the page table lock. The _PAGE_PRESENT bit is used to
203  * distinguish present from not-present ptes. It is changed only with the page
204  * table lock held.
205  *
206  * The following table gives the different possible bit combinations for
207  * the pte hardware and software bits in the last 12 bits of a pte
208  * (. unassigned bit, x don't care, t swap type):
209  *
210  *                              842100000000
211  *                              000084210000
212  *                              000000008421
213  *                              .IR.uswrdy.p
214  * empty                        .10.00000000
215  * swap                         .11..ttttt.0
216  * prot-none, clean, old        .11.xx0000.1
217  * prot-none, clean, young      .11.xx0001.1
218  * prot-none, dirty, old        .10.xx0010.1
219  * prot-none, dirty, young      .10.xx0011.1
220  * read-only, clean, old        .11.xx0100.1
221  * read-only, clean, young      .01.xx0101.1
222  * read-only, dirty, old        .11.xx0110.1
223  * read-only, dirty, young      .01.xx0111.1
224  * read-write, clean, old       .11.xx1100.1
225  * read-write, clean, young     .01.xx1101.1
226  * read-write, dirty, old       .10.xx1110.1
227  * read-write, dirty, young     .00.xx1111.1
228  * HW-bits: R read-only, I invalid
229  * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
230  *          u unused, l large
231  *
232  * pte_none    is true for the bit pattern .10.00000000, pte == 0x400
233  * pte_swap    is true for the bit pattern .11..ooooo.0, (pte & 0x201) == 0x200
234  * pte_present is true for the bit pattern .xx.xxxxxx.1, (pte & 0x001) == 0x001
235  */
236
237 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
238 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
239 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
240 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
241 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
242 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
243 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
244 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
245 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
246 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
247 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
248 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
249
250 /* Bits in the region table entry */
251 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
252 #define _REGION_ENTRY_PROTECT   0x200   /* region protection bit            */
253 #define _REGION_ENTRY_INVALID   0x20    /* invalid region table entry       */
254 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
255 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
256 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
257 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
258 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
259
260 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
261 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INVALID)
262 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
263 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INVALID)
264 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
265 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INVALID)
266
267 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x400   /* RTTE-format control, large page  */
268 #define _REGION3_ENTRY_RO       0x200   /* page protection bit              */
269
270 /* Bits in the segment table entry */
271 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS     0xfffffffffffffe33UL
272 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE 0xfffffffffff0ff33UL
273 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
274 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
275 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* page protection bit              */
276 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
277
278 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
279 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
280
281 #define _SEGMENT_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW segment dirty bit */
282 #define _SEGMENT_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW segment young bit */
283 #define _SEGMENT_ENTRY_SPLIT    0x0800  /* THP splitting bit */
284 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x0400  /* STE-format control, large page */
285 #define _SEGMENT_ENTRY_READ     0x0002  /* SW segment read bit */
286 #define _SEGMENT_ENTRY_WRITE    0x0001  /* SW segment write bit */
287
288 /*
289  * Segment table entry encoding (R = read-only, I = invalid, y = young bit):
290  *                              dy..R...I...wr
291  * prot-none, clean, old        00..1...1...00
292  * prot-none, clean, young      01..1...1...00
293  * prot-none, dirty, old        10..1...1...00
294  * prot-none, dirty, young      11..1...1...00
295  * read-only, clean, old        00..1...1...01
296  * read-only, clean, young      01..1...0...01
297  * read-only, dirty, old        10..1...1...01
298  * read-only, dirty, young      11..1...0...01
299  * read-write, clean, old       00..1...1...11
300  * read-write, clean, young     01..1...0...11
301  * read-write, dirty, old       10..0...1...11
302  * read-write, dirty, young     11..0...0...11
303  * The segment table origin is used to distinguish empty (origin==0) from
304  * read-write, old segment table entries (origin!=0)
305  * HW-bits: R read-only, I invalid
306  * SW-bits: y young, d dirty, r read, w write
307  */
308
309 #define _SEGMENT_ENTRY_SPLIT_BIT 11     /* THP splitting bit number */
310
311 /* Page status table bits for virtualization */
312 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf000000000000000UL
313 #define PGSTE_FP_BIT    0x0800000000000000UL
314 #define PGSTE_PCL_BIT   0x0080000000000000UL
315 #define PGSTE_HR_BIT    0x0040000000000000UL
316 #define PGSTE_HC_BIT    0x0020000000000000UL
317 #define PGSTE_GR_BIT    0x0004000000000000UL
318 #define PGSTE_GC_BIT    0x0002000000000000UL
319 #define PGSTE_UC_BIT    0x0000800000000000UL    /* user dirty (migration) */
320 #define PGSTE_IN_BIT    0x0000400000000000UL    /* IPTE notify bit */
321
322 /* Guest Page State used for virtualization */
323 #define _PGSTE_GPS_ZERO         0x0000000080000000UL
324 #define _PGSTE_GPS_USAGE_MASK   0x0000000003000000UL
325 #define _PGSTE_GPS_USAGE_STABLE 0x0000000000000000UL
326 #define _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED 0x0000000001000000UL
327
328 /*
329  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
330  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
331  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
332  */
333 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
334                                  _ASCE_ALT_EVENT)
335
336 /*
337  * Page protection definitions.
338  */
339 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_INVALID)
340 #define PAGE_READ       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
341                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
342 #define PAGE_WRITE      __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
343                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
344
345 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
346                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
347 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
348                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
349 #define PAGE_KERNEL_RO  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_YOUNG | \
350                                  _PAGE_PROTECT)
351
352 /*
353  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
354  * Read permission implies execute permission and write permission
355  * implies read permission.
356  */
357          /*xwr*/
358 #define __P000  PAGE_NONE
359 #define __P001  PAGE_READ
360 #define __P010  PAGE_READ
361 #define __P011  PAGE_READ
362 #define __P100  PAGE_READ
363 #define __P101  PAGE_READ
364 #define __P110  PAGE_READ
365 #define __P111  PAGE_READ
366
367 #define __S000  PAGE_NONE
368 #define __S001  PAGE_READ
369 #define __S010  PAGE_WRITE
370 #define __S011  PAGE_WRITE
371 #define __S100  PAGE_READ
372 #define __S101  PAGE_READ
373 #define __S110  PAGE_WRITE
374 #define __S111  PAGE_WRITE
375
376 /*
377  * Segment entry (large page) protection definitions.
378  */
379 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
380                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
381 #define SEGMENT_READ    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
382                                  _SEGMENT_ENTRY_READ)
383 #define SEGMENT_WRITE   __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
384                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
385
386 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
387 {
388 #ifdef CONFIG_PGSTE
389         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
390                 return 1;
391 #endif
392         return 0;
393 }
394
395 static inline int mm_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
396 {
397 #ifdef CONFIG_PGSTE
398         if (unlikely(mm->context.alloc_pgste))
399                 return 1;
400 #endif
401         return 0;
402 }
403
404 /*
405  * In the case that a guest uses storage keys
406  * faults should no longer be backed by zero pages
407  */
408 #define mm_forbids_zeropage mm_use_skey
409 static inline int mm_use_skey(struct mm_struct *mm)
410 {
411 #ifdef CONFIG_PGSTE
412         if (mm->context.use_skey)
413                 return 1;
414 #endif
415         return 0;
416 }
417
418 /*
419  * pgd/pmd/pte query functions
420  */
421 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
422 {
423         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
424                 return 1;
425         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
426 }
427
428 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
429 {
430         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
431                 return 0;
432         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
433 }
434
435 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
436 {
437         /*
438          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
439          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
440          * invalid for either table entry.
441          */
442         unsigned long mask =
443                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
444                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
445         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
446 }
447
448 static inline int pud_present(pud_t pud)
449 {
450         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
451                 return 1;
452         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
453 }
454
455 static inline int pud_none(pud_t pud)
456 {
457         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
458                 return 0;
459         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
460 }
461
462 static inline int pud_large(pud_t pud)
463 {
464         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
465                 return 0;
466         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
467 }
468
469 static inline int pud_bad(pud_t pud)
470 {
471         /*
472          * With dynamic page table levels the pud can be a region table
473          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
474          * invalid for either table entry.
475          */
476         unsigned long mask =
477                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
478                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
479         return (pud_val(pud) & mask) != 0;
480 }
481
482 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
483 {
484         return pmd_val(pmd) != _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
485 }
486
487 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
488 {
489         return pmd_val(pmd) == _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
490 }
491
492 static inline int pmd_large(pmd_t pmd)
493 {
494         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) != 0;
495 }
496
497 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
498 {
499         unsigned long origin_mask;
500
501         origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
502         if (pmd_large(pmd))
503                 origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
504         return (pmd_val(pmd) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
505 }
506
507 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
508 {
509         if (pmd_large(pmd))
510                 return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
511         return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS) != 0;
512 }
513
514 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SPLITTING_FLUSH
515 extern void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma,
516                                  unsigned long addr, pmd_t *pmdp);
517
518 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
519 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
520                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
521                                  pmd_t entry, int dirty);
522
523 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
524 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
525                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
526
527 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
528 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
529 {
530         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE) != 0;
531 }
532
533 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
534 {
535         int dirty = 1;
536         if (pmd_large(pmd))
537                 dirty = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY) != 0;
538         return dirty;
539 }
540
541 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
542 {
543         int young = 1;
544         if (pmd_large(pmd))
545                 young = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG) != 0;
546         return young;
547 }
548
549 static inline int pte_present(pte_t pte)
550 {
551         /* Bit pattern: (pte & 0x001) == 0x001 */
552         return (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT) != 0;
553 }
554
555 static inline int pte_none(pte_t pte)
556 {
557         /* Bit pattern: pte == 0x400 */
558         return pte_val(pte) == _PAGE_INVALID;
559 }
560
561 static inline int pte_swap(pte_t pte)
562 {
563         /* Bit pattern: (pte & 0x201) == 0x200 */
564         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PROTECT | _PAGE_PRESENT))
565                 == _PAGE_PROTECT;
566 }
567
568 static inline int pte_special(pte_t pte)
569 {
570         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
571 }
572
573 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
574 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
575 {
576         return pte_val(a) == pte_val(b);
577 }
578
579 static inline pgste_t pgste_get_lock(pte_t *ptep)
580 {
581         unsigned long new = 0;
582 #ifdef CONFIG_PGSTE
583         unsigned long old;
584
585         preempt_disable();
586         asm(
587                 "       lg      %0,%2\n"
588                 "0:     lgr     %1,%0\n"
589                 "       nihh    %0,0xff7f\n"    /* clear PCL bit in old */
590                 "       oihh    %1,0x0080\n"    /* set PCL bit in new */
591                 "       csg     %0,%1,%2\n"
592                 "       jl      0b\n"
593                 : "=&d" (old), "=&d" (new), "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
594                 : "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE]) : "cc", "memory");
595 #endif
596         return __pgste(new);
597 }
598
599 static inline void pgste_set_unlock(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
600 {
601 #ifdef CONFIG_PGSTE
602         asm(
603                 "       nihh    %1,0xff7f\n"    /* clear PCL bit */
604                 "       stg     %1,%0\n"
605                 : "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
606                 : "d" (pgste_val(pgste)), "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
607                 : "cc", "memory");
608         preempt_enable();
609 #endif
610 }
611
612 static inline pgste_t pgste_get(pte_t *ptep)
613 {
614         unsigned long pgste = 0;
615 #ifdef CONFIG_PGSTE
616         pgste = *(unsigned long *)(ptep + PTRS_PER_PTE);
617 #endif
618         return __pgste(pgste);
619 }
620
621 static inline void pgste_set(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
622 {
623 #ifdef CONFIG_PGSTE
624         *(pgste_t *)(ptep + PTRS_PER_PTE) = pgste;
625 #endif
626 }
627
628 static inline pgste_t pgste_update_all(pte_t *ptep, pgste_t pgste,
629                                        struct mm_struct *mm)
630 {
631 #ifdef CONFIG_PGSTE
632         unsigned long address, bits, skey;
633
634         if (!mm_use_skey(mm) || pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
635                 return pgste;
636         address = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
637         skey = (unsigned long) page_get_storage_key(address);
638         bits = skey & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED);
639         /* Transfer page changed & referenced bit to guest bits in pgste */
640         pgste_val(pgste) |= bits << 48;         /* GR bit & GC bit */
641         /* Copy page access key and fetch protection bit to pgste */
642         pgste_val(pgste) &= ~(PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT);
643         pgste_val(pgste) |= (skey & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT)) << 56;
644 #endif
645         return pgste;
646
647 }
648
649 static inline void pgste_set_key(pte_t *ptep, pgste_t pgste, pte_t entry,
650                                  struct mm_struct *mm)
651 {
652 #ifdef CONFIG_PGSTE
653         unsigned long address;
654         unsigned long nkey;
655
656         if (!mm_use_skey(mm) || pte_val(entry) & _PAGE_INVALID)
657                 return;
658         VM_BUG_ON(!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID));
659         address = pte_val(entry) & PAGE_MASK;
660         /*
661          * Set page access key and fetch protection bit from pgste.
662          * The guest C/R information is still in the PGSTE, set real
663          * key C/R to 0.
664          */
665         nkey = (pgste_val(pgste) & (PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT)) >> 56;
666         nkey |= (pgste_val(pgste) & (PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT)) >> 48;
667         page_set_storage_key(address, nkey, 0);
668 #endif
669 }
670
671 static inline pgste_t pgste_set_pte(pte_t *ptep, pgste_t pgste, pte_t entry)
672 {
673         if ((pte_val(entry) & _PAGE_PRESENT) &&
674             (pte_val(entry) & _PAGE_WRITE) &&
675             !(pte_val(entry) & _PAGE_INVALID)) {
676                 if (!MACHINE_HAS_ESOP) {
677                         /*
678                          * Without enhanced suppression-on-protection force
679                          * the dirty bit on for all writable ptes.
680                          */
681                         pte_val(entry) |= _PAGE_DIRTY;
682                         pte_val(entry) &= ~_PAGE_PROTECT;
683                 }
684                 if (!(pte_val(entry) & _PAGE_PROTECT))
685                         /* This pte allows write access, set user-dirty */
686                         pgste_val(pgste) |= PGSTE_UC_BIT;
687         }
688         *ptep = entry;
689         return pgste;
690 }
691
692 /**
693  * struct gmap_struct - guest address space
694  * @crst_list: list of all crst tables used in the guest address space
695  * @mm: pointer to the parent mm_struct
696  * @guest_to_host: radix tree with guest to host address translation
697  * @host_to_guest: radix tree with pointer to segment table entries
698  * @guest_table_lock: spinlock to protect all entries in the guest page table
699  * @table: pointer to the page directory
700  * @asce: address space control element for gmap page table
701  * @pfault_enabled: defines if pfaults are applicable for the guest
702  */
703 struct gmap {
704         struct list_head list;
705         struct list_head crst_list;
706         struct mm_struct *mm;
707         struct radix_tree_root guest_to_host;
708         struct radix_tree_root host_to_guest;
709         spinlock_t guest_table_lock;
710         unsigned long *table;
711         unsigned long asce;
712         unsigned long asce_end;
713         void *private;
714         bool pfault_enabled;
715 };
716
717 /**
718  * struct gmap_notifier - notify function block for page invalidation
719  * @notifier_call: address of callback function
720  */
721 struct gmap_notifier {
722         struct list_head list;
723         void (*notifier_call)(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr);
724 };
725
726 struct gmap *gmap_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long limit);
727 void gmap_free(struct gmap *gmap);
728 void gmap_enable(struct gmap *gmap);
729 void gmap_disable(struct gmap *gmap);
730 int gmap_map_segment(struct gmap *gmap, unsigned long from,
731                      unsigned long to, unsigned long len);
732 int gmap_unmap_segment(struct gmap *gmap, unsigned long to, unsigned long len);
733 unsigned long __gmap_translate(struct gmap *, unsigned long gaddr);
734 unsigned long gmap_translate(struct gmap *, unsigned long gaddr);
735 int __gmap_link(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr, unsigned long vmaddr);
736 int gmap_fault(struct gmap *, unsigned long gaddr, unsigned int fault_flags);
737 void gmap_discard(struct gmap *, unsigned long from, unsigned long to);
738 void __gmap_zap(struct gmap *, unsigned long gaddr);
739 bool gmap_test_and_clear_dirty(unsigned long address, struct gmap *);
740
741
742 void gmap_register_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
743 void gmap_unregister_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
744 int gmap_ipte_notify(struct gmap *, unsigned long start, unsigned long len);
745 void gmap_do_ipte_notify(struct mm_struct *, unsigned long addr, pte_t *);
746
747 static inline pgste_t pgste_ipte_notify(struct mm_struct *mm,
748                                         unsigned long addr,
749                                         pte_t *ptep, pgste_t pgste)
750 {
751 #ifdef CONFIG_PGSTE
752         if (pgste_val(pgste) & PGSTE_IN_BIT) {
753                 pgste_val(pgste) &= ~PGSTE_IN_BIT;
754                 gmap_do_ipte_notify(mm, addr, ptep);
755         }
756 #endif
757         return pgste;
758 }
759
760 /*
761  * Certain architectures need to do special things when PTEs
762  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
763  * hook is made available.
764  */
765 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
766                               pte_t *ptep, pte_t entry)
767 {
768         pgste_t pgste;
769
770         if (mm_has_pgste(mm)) {
771                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
772                 pgste_val(pgste) &= ~_PGSTE_GPS_ZERO;
773                 pgste_set_key(ptep, pgste, entry, mm);
774                 pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, entry);
775                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
776         } else {
777                 *ptep = entry;
778         }
779 }
780
781 /*
782  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
783  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
784  */
785 static inline int pte_write(pte_t pte)
786 {
787         return (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE) != 0;
788 }
789
790 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
791 {
792         return (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) != 0;
793 }
794
795 static inline int pte_young(pte_t pte)
796 {
797         return (pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) != 0;
798 }
799
800 #define __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
801 static inline int pte_unused(pte_t pte)
802 {
803         return pte_val(pte) & _PAGE_UNUSED;
804 }
805
806 /*
807  * pgd/pmd/pte modification functions
808  */
809
810 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
811 {
812         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
813                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
814 }
815
816 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
817 {
818         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
819                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
820 }
821
822 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
823 {
824         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
825 }
826
827 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
828 {
829         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
830 }
831
832 /*
833  * The following pte modification functions only work if
834  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
835  */
836 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
837 {
838         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
839         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
840         /*
841          * newprot for PAGE_NONE, PAGE_READ and PAGE_WRITE has the
842          * invalid bit set, clear it again for readable, young pages
843          */
844         if ((pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) && (pte_val(pte) & _PAGE_READ))
845                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
846         /*
847          * newprot for PAGE_READ and PAGE_WRITE has the page protection
848          * bit set, clear it again for writable, dirty pages
849          */
850         if ((pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
851                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
852         return pte;
853 }
854
855 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
856 {
857         pte_val(pte) &= ~_PAGE_WRITE;
858         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
859         return pte;
860 }
861
862 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
863 {
864         pte_val(pte) |= _PAGE_WRITE;
865         if (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY)
866                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
867         return pte;
868 }
869
870 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
871 {
872         pte_val(pte) &= ~_PAGE_DIRTY;
873         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
874         return pte;
875 }
876
877 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
878 {
879         pte_val(pte) |= _PAGE_DIRTY;
880         if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
881                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
882         return pte;
883 }
884
885 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
886 {
887         pte_val(pte) &= ~_PAGE_YOUNG;
888         pte_val(pte) |= _PAGE_INVALID;
889         return pte;
890 }
891
892 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
893 {
894         pte_val(pte) |= _PAGE_YOUNG;
895         if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
896                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
897         return pte;
898 }
899
900 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
901 {
902         pte_val(pte) |= _PAGE_SPECIAL;
903         return pte;
904 }
905
906 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
907 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
908 {
909         pte_val(pte) |= _PAGE_LARGE;
910         return pte;
911 }
912 #endif
913
914 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep)
915 {
916         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
917
918         /* Invalidation + global TLB flush for the pte */
919         asm volatile(
920                 "       ipte    %2,%3"
921                 : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep), "a" (pto), "a" (address));
922 }
923
924 static inline void __ptep_ipte_local(unsigned long address, pte_t *ptep)
925 {
926         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
927
928         /* Invalidation + local TLB flush for the pte */
929         asm volatile(
930                 "       .insn rrf,0xb2210000,%2,%3,0,1"
931                 : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep), "a" (pto), "a" (address));
932 }
933
934 static inline void __ptep_ipte_range(unsigned long address, int nr, pte_t *ptep)
935 {
936         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
937
938         /* Invalidate a range of ptes + global TLB flush of the ptes */
939         do {
940                 asm volatile(
941                         "       .insn rrf,0xb2210000,%2,%0,%1,0"
942                         : "+a" (address), "+a" (nr) : "a" (pto) : "memory");
943         } while (nr != 255);
944 }
945
946 static inline void ptep_flush_direct(struct mm_struct *mm,
947                                      unsigned long address, pte_t *ptep)
948 {
949         int active, count;
950
951         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
952                 return;
953         active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
954         count = atomic_add_return(0x10000, &mm->context.attach_count);
955         if (MACHINE_HAS_TLB_LC && (count & 0xffff) <= active &&
956             cpumask_equal(mm_cpumask(mm), cpumask_of(smp_processor_id())))
957                 __ptep_ipte_local(address, ptep);
958         else
959                 __ptep_ipte(address, ptep);
960         atomic_sub(0x10000, &mm->context.attach_count);
961 }
962
963 static inline void ptep_flush_lazy(struct mm_struct *mm,
964                                    unsigned long address, pte_t *ptep)
965 {
966         int active, count;
967
968         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
969                 return;
970         active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
971         count = atomic_add_return(0x10000, &mm->context.attach_count);
972         if ((count & 0xffff) <= active) {
973                 pte_val(*ptep) |= _PAGE_INVALID;
974                 mm->context.flush_mm = 1;
975         } else
976                 __ptep_ipte(address, ptep);
977         atomic_sub(0x10000, &mm->context.attach_count);
978 }
979
980 /*
981  * Get (and clear) the user dirty bit for a pte.
982  */
983 static inline int ptep_test_and_clear_user_dirty(struct mm_struct *mm,
984                                                  unsigned long addr,
985                                                  pte_t *ptep)
986 {
987         pgste_t pgste;
988         pte_t pte;
989         int dirty;
990
991         if (!mm_has_pgste(mm))
992                 return 0;
993         pgste = pgste_get_lock(ptep);
994         dirty = !!(pgste_val(pgste) & PGSTE_UC_BIT);
995         pgste_val(pgste) &= ~PGSTE_UC_BIT;
996         pte = *ptep;
997         if (dirty && (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT)) {
998                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, addr, ptep, pgste);
999                 __ptep_ipte(addr, ptep);
1000                 if (MACHINE_HAS_ESOP || !(pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
1001                         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
1002                 else
1003                         pte_val(pte) |= _PAGE_INVALID;
1004                 *ptep = pte;
1005         }
1006         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1007         return dirty;
1008 }
1009
1010 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1011 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1012                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
1013 {
1014         pgste_t pgste;
1015         pte_t pte, oldpte;
1016         int young;
1017
1018         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1019                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1020                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, addr, ptep, pgste);
1021         }
1022
1023         oldpte = pte = *ptep;
1024         ptep_flush_direct(vma->vm_mm, addr, ptep);
1025         young = pte_young(pte);
1026         pte = pte_mkold(pte);
1027
1028         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1029                 pgste = pgste_update_all(&oldpte, pgste, vma->vm_mm);
1030                 pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, pte);
1031                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1032         } else
1033                 *ptep = pte;
1034
1035         return young;
1036 }
1037
1038 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1039 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1040                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
1041 {
1042         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
1047  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
1048  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
1049  * to modify an active pte. The sequence is
1050  *   1) ptep_get_and_clear
1051  *   2) set_pte_at
1052  *   3) flush_tlb_range
1053  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
1054  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
1055  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
1056  * is a nop.
1057  */
1058 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1059 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1060                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1061 {
1062         pgste_t pgste;
1063         pte_t pte;
1064
1065         if (mm_has_pgste(mm)) {
1066                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1067                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1068         }
1069
1070         pte = *ptep;
1071         ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1072         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1073
1074         if (mm_has_pgste(mm)) {
1075                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste, mm);
1076                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1077         }
1078         return pte;
1079 }
1080
1081 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1082 static inline pte_t ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
1083                                            unsigned long address,
1084                                            pte_t *ptep)
1085 {
1086         pgste_t pgste;
1087         pte_t pte;
1088
1089         if (mm_has_pgste(mm)) {
1090                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1091                 pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1092         }
1093
1094         pte = *ptep;
1095         ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1096
1097         if (mm_has_pgste(mm)) {
1098                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste, mm);
1099                 pgste_set(ptep, pgste);
1100         }
1101         return pte;
1102 }
1103
1104 static inline void ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm,
1105                                            unsigned long address,
1106                                            pte_t *ptep, pte_t pte)
1107 {
1108         pgste_t pgste;
1109
1110         if (mm_has_pgste(mm)) {
1111                 pgste = pgste_get(ptep);
1112                 pgste_set_key(ptep, pgste, pte, mm);
1113                 pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, pte);
1114                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1115         } else
1116                 *ptep = pte;
1117 }
1118
1119 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
1120 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1121                                      unsigned long address, pte_t *ptep)
1122 {
1123         pgste_t pgste;
1124         pte_t pte;
1125
1126         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1127                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1128                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1129         }
1130
1131         pte = *ptep;
1132         ptep_flush_direct(vma->vm_mm, address, ptep);
1133         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1134
1135         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1136                 if ((pgste_val(pgste) & _PGSTE_GPS_USAGE_MASK) ==
1137                     _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED)
1138                         pte_val(pte) |= _PAGE_UNUSED;
1139                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste, vma->vm_mm);
1140                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1141         }
1142         return pte;
1143 }
1144
1145 /*
1146  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
1147  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
1148  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
1149  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
1150  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
1151  */
1152 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
1153 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1154                                             unsigned long address,
1155                                             pte_t *ptep, int full)
1156 {
1157         pgste_t pgste;
1158         pte_t pte;
1159
1160         if (!full && mm_has_pgste(mm)) {
1161                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1162                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1163         }
1164
1165         pte = *ptep;
1166         if (!full)
1167                 ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1168         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1169
1170         if (!full && mm_has_pgste(mm)) {
1171                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste, mm);
1172                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1173         }
1174         return pte;
1175 }
1176
1177 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1178 static inline pte_t ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1179                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1180 {
1181         pgste_t pgste;
1182         pte_t pte = *ptep;
1183
1184         if (pte_write(pte)) {
1185                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1186                         pgste = pgste_get_lock(ptep);
1187                         pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1188                 }
1189
1190                 ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1191                 pte = pte_wrprotect(pte);
1192
1193                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1194                         pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, pte);
1195                         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1196                 } else
1197                         *ptep = pte;
1198         }
1199         return pte;
1200 }
1201
1202 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1203 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1204                                         unsigned long address, pte_t *ptep,
1205                                         pte_t entry, int dirty)
1206 {
1207         pgste_t pgste;
1208
1209         if (pte_same(*ptep, entry))
1210                 return 0;
1211         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1212                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1213                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1214         }
1215
1216         ptep_flush_direct(vma->vm_mm, address, ptep);
1217
1218         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1219                 pgste_set_key(ptep, pgste, entry, vma->vm_mm);
1220                 pgste = pgste_set_pte(ptep, pgste, entry);
1221                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1222         } else
1223                 *ptep = entry;
1224         return 1;
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1229  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1230  */
1231 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1232 {
1233         pte_t __pte;
1234         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
1235         return pte_mkyoung(__pte);
1236 }
1237
1238 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1239 {
1240         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1241         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1242
1243         if (pte_write(__pte) && PageDirty(page))
1244                 __pte = pte_mkdirty(__pte);
1245         return __pte;
1246 }
1247
1248 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1249 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1250 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1251 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
1252
1253 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
1254 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
1255
1256 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1257 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1258 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1259
1260 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1261 {
1262         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
1263         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1264                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
1265         return pud  + pud_index(address);
1266 }
1267
1268 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
1269 {
1270         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
1271         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1272                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
1273         return pmd + pmd_index(address);
1274 }
1275
1276 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
1277 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1278 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1279
1280 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_pfn(pmd))
1281
1282 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
1283 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
1284 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
1285 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
1286 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
1287
1288 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1289 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1290 {
1291         /*
1292          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_READ, or PAGE_WRITE (see __Pxxx / __Sxxx)
1293          * Convert to segment table entry format.
1294          */
1295         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1296                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1297         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_READ))
1298                 return pgprot_val(SEGMENT_READ);
1299         return pgprot_val(SEGMENT_WRITE);
1300 }
1301
1302 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1303 {
1304         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1305         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1306         return pmd;
1307 }
1308
1309 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
1310 {
1311         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1312         if (pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1313                 return pmd;
1314         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1315         return pmd;
1316 }
1317
1318 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
1319 {
1320         if (pmd_large(pmd)) {
1321                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1322                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1323         }
1324         return pmd;
1325 }
1326
1327 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1328 {
1329         if (pmd_large(pmd)) {
1330                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1331                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
1332                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1333         }
1334         return pmd;
1335 }
1336
1337 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1338 {
1339         if (pmd_large(pmd)) {
1340                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1341                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ)
1342                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1343         }
1344         return pmd;
1345 }
1346
1347 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1348 {
1349         if (pmd_large(pmd)) {
1350                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1351                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1352         }
1353         return pmd;
1354 }
1355
1356 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1357 {
1358         if (pmd_large(pmd)) {
1359                 pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE |
1360                         _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | _SEGMENT_ENTRY_YOUNG |
1361                         _SEGMENT_ENTRY_LARGE | _SEGMENT_ENTRY_SPLIT;
1362                 pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1363                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1364                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1365                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG))
1366                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1367                 return pmd;
1368         }
1369         pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
1370         pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1371         return pmd;
1372 }
1373
1374 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1375 {
1376         pmd_t __pmd;
1377         pmd_val(__pmd) = physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot);
1378         return __pmd;
1379 }
1380
1381 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1382
1383 static inline void __pmdp_csp(pmd_t *pmdp)
1384 {
1385         register unsigned long reg2 asm("2") = pmd_val(*pmdp);
1386         register unsigned long reg3 asm("3") = pmd_val(*pmdp) |
1387                                                _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1388         register unsigned long reg4 asm("4") = ((unsigned long) pmdp) + 5;
1389
1390         asm volatile(
1391                 "       csp %1,%3"
1392                 : "=m" (*pmdp)
1393                 : "d" (reg2), "d" (reg3), "d" (reg4), "m" (*pmdp) : "cc");
1394 }
1395
1396 static inline void __pmdp_idte(unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1397 {
1398         unsigned long sto;
1399
1400         sto = (unsigned long) pmdp - pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1401         asm volatile(
1402                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,0"
1403                 : "=m" (*pmdp)
1404                 : "m" (*pmdp), "a" (sto), "a" ((address & HPAGE_MASK))
1405                 : "cc" );
1406 }
1407
1408 static inline void __pmdp_idte_local(unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1409 {
1410         unsigned long sto;
1411
1412         sto = (unsigned long) pmdp - pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1413         asm volatile(
1414                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,1"
1415                 : "=m" (*pmdp)
1416                 : "m" (*pmdp), "a" (sto), "a" ((address & HPAGE_MASK))
1417                 : "cc" );
1418 }
1419
1420 static inline void pmdp_flush_direct(struct mm_struct *mm,
1421                                      unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1422 {
1423         int active, count;
1424
1425         if (pmd_val(*pmdp) & _SEGMENT_ENTRY_INVALID)
1426                 return;
1427         if (!MACHINE_HAS_IDTE) {
1428                 __pmdp_csp(pmdp);
1429                 return;
1430         }
1431         active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
1432         count = atomic_add_return(0x10000, &mm->context.attach_count);
1433         if (MACHINE_HAS_TLB_LC && (count & 0xffff) <= active &&
1434             cpumask_equal(mm_cpumask(mm), cpumask_of(smp_processor_id())))
1435                 __pmdp_idte_local(address, pmdp);
1436         else
1437                 __pmdp_idte(address, pmdp);
1438         atomic_sub(0x10000, &mm->context.attach_count);
1439 }
1440
1441 static inline void pmdp_flush_lazy(struct mm_struct *mm,
1442                                    unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1443 {
1444         int active, count;
1445
1446         if (pmd_val(*pmdp) & _SEGMENT_ENTRY_INVALID)
1447                 return;
1448         active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
1449         count = atomic_add_return(0x10000, &mm->context.attach_count);
1450         if ((count & 0xffff) <= active) {
1451                 pmd_val(*pmdp) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1452                 mm->context.flush_mm = 1;
1453         } else if (MACHINE_HAS_IDTE)
1454                 __pmdp_idte(address, pmdp);
1455         else
1456                 __pmdp_csp(pmdp);
1457         atomic_sub(0x10000, &mm->context.attach_count);
1458 }
1459
1460 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1461
1462 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1463 extern void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1464                                        pgtable_t pgtable);
1465
1466 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1467 extern pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
1468
1469 static inline int pmd_trans_splitting(pmd_t pmd)
1470 {
1471         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) &&
1472                 (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SPLIT);
1473 }
1474
1475 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1476                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1477 {
1478         *pmdp = entry;
1479 }
1480
1481 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1482 {
1483         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1484         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1485         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1486         return pmd;
1487 }
1488
1489 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1490 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1491                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1492 {
1493         pmd_t pmd;
1494
1495         pmd = *pmdp;
1496         pmdp_flush_direct(vma->vm_mm, address, pmdp);
1497         *pmdp = pmd_mkold(pmd);
1498         return pmd_young(pmd);
1499 }
1500
1501 #define __HAVE_ARCH_PMDP_GET_AND_CLEAR
1502 static inline pmd_t pmdp_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1503                                        unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1504 {
1505         pmd_t pmd = *pmdp;
1506
1507         pmdp_flush_direct(mm, address, pmdp);
1508         pmd_clear(pmdp);
1509         return pmd;
1510 }
1511
1512 #define __HAVE_ARCH_PMDP_GET_AND_CLEAR_FULL
1513 static inline pmd_t pmdp_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1514                                             unsigned long address,
1515                                             pmd_t *pmdp, int full)
1516 {
1517         pmd_t pmd = *pmdp;
1518
1519         if (!full)
1520                 pmdp_flush_lazy(mm, address, pmdp);
1521         pmd_clear(pmdp);
1522         return pmd;
1523 }
1524
1525 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_FLUSH
1526 static inline pmd_t pmdp_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1527                                      unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1528 {
1529         return pmdp_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1530 }
1531
1532 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1533 static inline void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1534                                    unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1535 {
1536         pmdp_flush_direct(vma->vm_mm, address, pmdp);
1537 }
1538
1539 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1540 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1541                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1542 {
1543         pmd_t pmd = *pmdp;
1544
1545         if (pmd_write(pmd)) {
1546                 pmdp_flush_direct(mm, address, pmdp);
1547                 set_pmd_at(mm, address, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1548         }
1549 }
1550
1551 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1552 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1553
1554 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1555 {
1556         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1557 }
1558
1559 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1560 {
1561         return MACHINE_HAS_HPAGE ? 1 : 0;
1562 }
1563 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1564
1565 /*
1566  * 64 bit swap entry format:
1567  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1568  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise an specification
1569  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1570  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
1571  * information in the lowcore.
1572  * Bits 54 and 63 are used to indicate the page type.
1573  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x201) == 0x200
1574  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-62 to store type and offset.
1575  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 52 bits from 0-51
1576  * for the offset.
1577  * |                      offset                        |01100|type |00|
1578  * |0000000000111111111122222222223333333333444444444455|55555|55566|66|
1579  * |0123456789012345678901234567890123456789012345678901|23456|78901|23|
1580  */
1581
1582 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << 52) - 1)
1583 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      12
1584 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << 5) - 1)
1585 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
1586
1587 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1588 {
1589         pte_t pte;
1590
1591         pte_val(pte) = _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT;
1592         pte_val(pte) |= (offset & __SWP_OFFSET_MASK) << __SWP_OFFSET_SHIFT;
1593         pte_val(pte) |= (type & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT;
1594         return pte;
1595 }
1596
1597 static inline unsigned long __swp_type(swp_entry_t entry)
1598 {
1599         return (entry.val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK;
1600 }
1601
1602 static inline unsigned long __swp_offset(swp_entry_t entry)
1603 {
1604         return (entry.val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK;
1605 }
1606
1607 static inline swp_entry_t __swp_entry(unsigned long type, unsigned long offset)
1608 {
1609         return (swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte(type, offset)) };
1610 }
1611
1612 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1613 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1614
1615 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1616
1617 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1618
1619 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1620 extern int vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1621 extern int s390_enable_sie(void);
1622 extern int s390_enable_skey(void);
1623 extern void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm);
1624
1625 /* s390 has a private copy of get unmapped area to deal with cache synonyms */
1626 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
1627 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
1628
1629 /*
1630  * No page table caches to initialise
1631  */
1632 static inline void pgtable_cache_init(void) { }
1633 static inline void check_pgt_cache(void) { }
1634
1635 #include <asm-generic/pgtable.h>
1636
1637 #endif /* _S390_PAGE_H */