kernel/arch/s390/mm/pgtable.c

   1 /*
   2  *    Copyright IBM Corp. 2007, 2011
   3  *    Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
   4  */
   5
   6 #include <linux/sched.h>
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/errno.h>
   9 #include <linux/gfp.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/smp.h>
  13 #include <linux/spinlock.h>
  14 #include <linux/rcupdate.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/swapops.h>
  17 #include <linux/sysctl.h>
  18 #include <linux/ksm.h>
  19 #include <linux/mman.h>
  20
  21 #include <asm/pgtable.h>
  22 #include <asm/pgalloc.h>
  23 #include <asm/tlb.h>
  24 #include <asm/tlbflush.h>
  25 #include <asm/mmu_context.h>
  26
  27 unsigned long *crst_table_alloc(struct mm_struct *mm)
  28 {
  29         struct page *page = alloc_pages(GFP_KERNEL, 2);
  30
  31         if (!page)
  32                 return NULL;
  33         return (unsigned long *) page_to_phys(page);
  34 }
  35
  36 void crst_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
  37 {
  38         free_pages((unsigned long) table, 2);
  39 }
  40
  41 static void __crst_table_upgrade(void *arg)
  42 {
  43         struct mm_struct *mm = arg;
  44
  45         if (current->active_mm == mm) {
  46                 clear_user_asce();
  47                 set_user_asce(mm);
  48         }
  49         __tlb_flush_local();
  50 }
  51
  52 int crst_table_upgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
  53 {
  54         unsigned long *table, *pgd;
  55         unsigned long entry;
  56         int flush;
  57
  58         BUG_ON(limit > (1UL << 53));
  59         flush = 0;
  60 repeat:
  61         table = crst_table_alloc(mm);
  62         if (!table)
  63                 return -ENOMEM;
  64         spin_lock_bh(&mm->page_table_lock);
  65         if (mm->context.asce_limit < limit) {
  66                 pgd = (unsigned long *) mm->pgd;
  67                 if (mm->context.asce_limit <= (1UL << 31)) {
  68                         entry = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
  69                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
  70                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
  71                                                 _ASCE_USER_BITS |
  72                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
  73                 } else {
  74                         entry = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
  75                         mm->context.asce_limit = 1UL << 53;
  76                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
  77                                                 _ASCE_USER_BITS |
  78                                                 _ASCE_TYPE_REGION2;
  79                 }
  80                 crst_table_init(table, entry);
  81                 pgd_populate(mm, (pgd_t *) table, (pud_t *) pgd);
  82                 mm->pgd = (pgd_t *) table;
  83                 mm->task_size = mm->context.asce_limit;
  84                 table = NULL;
  85                 flush = 1;
  86         }
  87         spin_unlock_bh(&mm->page_table_lock);
  88         if (table)
  89                 crst_table_free(mm, table);
  90         if (mm->context.asce_limit < limit)
  91                 goto repeat;
  92         if (flush)
  93                 on_each_cpu(__crst_table_upgrade, mm, 0);
  94         return 0;
  95 }
  96
  97 void crst_table_downgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
  98 {
  99         pgd_t *pgd;
 100
 101         if (current->active_mm == mm) {
 102                 clear_user_asce();
 103                 __tlb_flush_mm(mm);
 104         }
 105         while (mm->context.asce_limit > limit) {
 106                 pgd = mm->pgd;
 107                 switch (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) {
 108                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R2:
 109                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
 110                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
 111                                                 _ASCE_USER_BITS |
 112                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
 113                         break;
 114                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R3:
 115                         mm->context.asce_limit = 1UL << 31;
 116                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
 117                                                 _ASCE_USER_BITS |
 118                                                 _ASCE_TYPE_SEGMENT;
 119                         break;
 120                 default:
 121                         BUG();
 122                 }
 123                 mm->pgd = (pgd_t *) (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 124                 mm->task_size = mm->context.asce_limit;
 125                 crst_table_free(mm, (unsigned long *) pgd);
 126         }
 127         if (current->active_mm == mm)
 128                 set_user_asce(mm);
 129 }
 130
 131 #ifdef CONFIG_PGSTE
 132
 133 /**
 134  * gmap_alloc - allocate a guest address space
 135  * @mm: pointer to the parent mm_struct
 136  * @limit: maximum size of the gmap address space
 137  *
 138  * Returns a guest address space structure.
 139  */
 140 struct gmap *gmap_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
 141 {
 142         struct gmap *gmap;
 143         struct page *page;
 144         unsigned long *table;
 145         unsigned long etype, atype;
 146
 147         if (limit < (1UL << 31)) {
 148                 limit = (1UL << 31) - 1;
 149                 atype = _ASCE_TYPE_SEGMENT;
 150                 etype = _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 151         } else if (limit < (1UL << 42)) {
 152                 limit = (1UL << 42) - 1;
 153                 atype = _ASCE_TYPE_REGION3;
 154                 etype = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 155         } else if (limit < (1UL << 53)) {
 156                 limit = (1UL << 53) - 1;
 157                 atype = _ASCE_TYPE_REGION2;
 158                 etype = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 159         } else {
 160                 limit = -1UL;
 161                 atype = _ASCE_TYPE_REGION1;
 162                 etype = _REGION1_ENTRY_EMPTY;
 163         }
 164         gmap = kzalloc(sizeof(struct gmap), GFP_KERNEL);
 165         if (!gmap)
 166                 goto out;
 167         INIT_LIST_HEAD(&gmap->crst_list);
 168         INIT_RADIX_TREE(&gmap->guest_to_host, GFP_KERNEL);
 169         INIT_RADIX_TREE(&gmap->host_to_guest, GFP_ATOMIC);
 170         spin_lock_init(&gmap->guest_table_lock);
 171         gmap->mm = mm;
 172         page = alloc_pages(GFP_KERNEL, 2);
 173         if (!page)
 174                 goto out_free;
 175         page->index = 0;
 176         list_add(&page->lru, &gmap->crst_list);
 177         table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 178         crst_table_init(table, etype);
 179         gmap->table = table;
 180         gmap->asce = atype | _ASCE_TABLE_LENGTH |
 181                 _ASCE_USER_BITS | __pa(table);
 182         gmap->asce_end = limit;
 183         down_write(&mm->mmap_sem);
 184         list_add(&gmap->list, &mm->context.gmap_list);
 185         up_write(&mm->mmap_sem);
 186         return gmap;
 187
 188 out_free:
 189         kfree(gmap);
 190 out:
 191         return NULL;
 192 }
 193 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_alloc);
 194
 195 static void gmap_flush_tlb(struct gmap *gmap)
 196 {
 197         if (MACHINE_HAS_IDTE)
 198                 __tlb_flush_asce(gmap->mm, gmap->asce);
 199         else
 200                 __tlb_flush_global();
 201 }
 202
 203 static void gmap_radix_tree_free(struct radix_tree_root *root)
 204 {
 205         struct radix_tree_iter iter;
 206         unsigned long indices[16];
 207         unsigned long index;
 208         void **slot;
 209         int i, nr;
 210
 211         /* A radix tree is freed by deleting all of its entries */
 212         index = 0;
 213         do {
 214                 nr = 0;
 215                 radix_tree_for_each_slot(slot, root, &iter, index) {
 216                         indices[nr] = iter.index;
 217                         if (++nr == 16)
 218                                 break;
 219                 }
 220                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 221                         index = indices[i];
 222                         radix_tree_delete(root, index);
 223                 }
 224         } while (nr > 0);
 225 }
 226
 227 /**
 228  * gmap_free - free a guest address space
 229  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 230  */
 231 void gmap_free(struct gmap *gmap)
 232 {
 233         struct page *page, *next;
 234
 235         /* Flush tlb. */
 236         if (MACHINE_HAS_IDTE)
 237                 __tlb_flush_asce(gmap->mm, gmap->asce);
 238         else
 239                 __tlb_flush_global();
 240
 241         /* Free all segment & region tables. */
 242         list_for_each_entry_safe(page, next, &gmap->crst_list, lru)
 243                 __free_pages(page, 2);
 244         gmap_radix_tree_free(&gmap->guest_to_host);
 245         gmap_radix_tree_free(&gmap->host_to_guest);
 246         down_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 247         list_del(&gmap->list);
 248         up_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 249         kfree(gmap);
 250 }
 251 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_free);
 252
 253 /**
 254  * gmap_enable - switch primary space to the guest address space
 255  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 256  */
 257 void gmap_enable(struct gmap *gmap)
 258 {
 259         S390_lowcore.gmap = (unsigned long) gmap;
 260 }
 261 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_enable);
 262
 263 /**
 264  * gmap_disable - switch back to the standard primary address space
 265  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 266  */
 267 void gmap_disable(struct gmap *gmap)
 268 {
 269         S390_lowcore.gmap = 0UL;
 270 }
 271 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_disable);
 272
 273 /*
 274  * gmap_alloc_table is assumed to be called with mmap_sem held
 275  */
 276 static int gmap_alloc_table(struct gmap *gmap, unsigned long *table,
 277                             unsigned long init, unsigned long gaddr)
 278 {
 279         struct page *page;
 280         unsigned long *new;
 281
 282         /* since we dont free the gmap table until gmap_free we can unlock */
 283         page = alloc_pages(GFP_KERNEL, 2);
 284         if (!page)
 285                 return -ENOMEM;
 286         new = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 287         crst_table_init(new, init);
 288         spin_lock(&gmap->mm->page_table_lock);
 289         if (*table & _REGION_ENTRY_INVALID) {
 290                 list_add(&page->lru, &gmap->crst_list);
 291                 *table = (unsigned long) new | _REGION_ENTRY_LENGTH |
 292                         (*table & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK);
 293                 page->index = gaddr;
 294                 page = NULL;
 295         }
 296         spin_unlock(&gmap->mm->page_table_lock);
 297         if (page)
 298                 __free_pages(page, 2);
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 /**
 303  * __gmap_segment_gaddr - find virtual address from segment pointer
 304  * @entry: pointer to a segment table entry in the guest address space
 305  *
 306  * Returns the virtual address in the guest address space for the segment
 307  */
 308 static unsigned long __gmap_segment_gaddr(unsigned long *entry)
 309 {
 310         struct page *page;
 311         unsigned long offset, mask;
 312
 313         offset = (unsigned long) entry / sizeof(unsigned long);
 314         offset = (offset & (PTRS_PER_PMD - 1)) * PMD_SIZE;
 315         mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
 316         page = virt_to_page((void *)((unsigned long) entry & mask));
 317         return page->index + offset;
 318 }
 319
 320 /**
 321  * __gmap_unlink_by_vmaddr - unlink a single segment via a host address
 322  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 323  * @vmaddr: address in the host process address space
 324  *
 325  * Returns 1 if a TLB flush is required
 326  */
 327 static int __gmap_unlink_by_vmaddr(struct gmap *gmap, unsigned long vmaddr)
 328 {
 329         unsigned long *entry;
 330         int flush = 0;
 331
 332         spin_lock(&gmap->guest_table_lock);
 333         entry = radix_tree_delete(&gmap->host_to_guest, vmaddr >> PMD_SHIFT);
 334         if (entry) {
 335                 flush = (*entry != _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
 336                 *entry = _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
 337         }
 338         spin_unlock(&gmap->guest_table_lock);
 339         return flush;
 340 }
 341
 342 /**
 343  * __gmap_unmap_by_gaddr - unmap a single segment via a guest address
 344  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 345  * @gaddr: address in the guest address space
 346  *
 347  * Returns 1 if a TLB flush is required
 348  */
 349 static int __gmap_unmap_by_gaddr(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 350 {
 351         unsigned long vmaddr;
 352
 353         vmaddr = (unsigned long) radix_tree_delete(&gmap->guest_to_host,
 354                                                    gaddr >> PMD_SHIFT);
 355         return vmaddr ? __gmap_unlink_by_vmaddr(gmap, vmaddr) : 0;
 356 }
 357
 358 /**
 359  * gmap_unmap_segment - unmap segment from the guest address space
 360  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 361  * @to: address in the guest address space
 362  * @len: length of the memory area to unmap
 363  *
 364  * Returns 0 if the unmap succeeded, -EINVAL if not.
 365  */
 366 int gmap_unmap_segment(struct gmap *gmap, unsigned long to, unsigned long len)
 367 {
 368         unsigned long off;
 369         int flush;
 370
 371         if ((to | len) & (PMD_SIZE - 1))
 372                 return -EINVAL;
 373         if (len == 0 || to + len < to)
 374                 return -EINVAL;
 375
 376         flush = 0;
 377         down_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 378         for (off = 0; off < len; off += PMD_SIZE)
 379                 flush |= __gmap_unmap_by_gaddr(gmap, to + off);
 380         up_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 381         if (flush)
 382                 gmap_flush_tlb(gmap);
 383         return 0;
 384 }
 385 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_unmap_segment);
 386
 387 /**
 388  * gmap_mmap_segment - map a segment to the guest address space
 389  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 390  * @from: source address in the parent address space
 391  * @to: target address in the guest address space
 392  * @len: length of the memory area to map
 393  *
 394  * Returns 0 if the mmap succeeded, -EINVAL or -ENOMEM if not.
 395  */
 396 int gmap_map_segment(struct gmap *gmap, unsigned long from,
 397                      unsigned long to, unsigned long len)
 398 {
 399         unsigned long off;
 400         int flush;
 401
 402         if ((from | to | len) & (PMD_SIZE - 1))
 403                 return -EINVAL;
 404         if (len == 0 || from + len < from || to + len < to ||
 405             from + len > TASK_MAX_SIZE || to + len > gmap->asce_end)
 406                 return -EINVAL;
 407
 408         flush = 0;
 409         down_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 410         for (off = 0; off < len; off += PMD_SIZE) {
 411                 /* Remove old translation */
 412                 flush |= __gmap_unmap_by_gaddr(gmap, to + off);
 413                 /* Store new translation */
 414                 if (radix_tree_insert(&gmap->guest_to_host,
 415                                       (to + off) >> PMD_SHIFT,
 416                                       (void *) from + off))
 417                         break;
 418         }
 419         up_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 420         if (flush)
 421                 gmap_flush_tlb(gmap);
 422         if (off >= len)
 423                 return 0;
 424         gmap_unmap_segment(gmap, to, len);
 425         return -ENOMEM;
 426 }
 427 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_map_segment);
 428
 429 /**
 430  * __gmap_translate - translate a guest address to a user space address
 431  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 432  * @gaddr: guest address
 433  *
 434  * Returns user space address which corresponds to the guest address or
 435  * -EFAULT if no such mapping exists.
 436  * This function does not establish potentially missing page table entries.
 437  * The mmap_sem of the mm that belongs to the address space must be held
 438  * when this function gets called.
 439  */
 440 unsigned long __gmap_translate(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 441 {
 442         unsigned long vmaddr;
 443
 444         vmaddr = (unsigned long)
 445                 radix_tree_lookup(&gmap->guest_to_host, gaddr >> PMD_SHIFT);
 446         return vmaddr ? (vmaddr | (gaddr & ~PMD_MASK)) : -EFAULT;
 447 }
 448 EXPORT_SYMBOL_GPL(__gmap_translate);
 449
 450 /**
 451  * gmap_translate - translate a guest address to a user space address
 452  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 453  * @gaddr: guest address
 454  *
 455  * Returns user space address which corresponds to the guest address or
 456  * -EFAULT if no such mapping exists.
 457  * This function does not establish potentially missing page table entries.
 458  */
 459 unsigned long gmap_translate(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 460 {
 461         unsigned long rc;
 462
 463         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 464         rc = __gmap_translate(gmap, gaddr);
 465         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 466         return rc;
 467 }
 468 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_translate);
 469
 470 /**
 471  * gmap_unlink - disconnect a page table from the gmap shadow tables
 472  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 473  * @table: pointer to the host page table
 474  * @vmaddr: vm address associated with the host page table
 475  */
 476 static void gmap_unlink(struct mm_struct *mm, unsigned long *table,
 477                         unsigned long vmaddr)
 478 {
 479         struct gmap *gmap;
 480         int flush;
 481
 482         list_for_each_entry(gmap, &mm->context.gmap_list, list) {
 483                 flush = __gmap_unlink_by_vmaddr(gmap, vmaddr);
 484                 if (flush)
 485                         gmap_flush_tlb(gmap);
 486         }
 487 }
 488
 489 /**
 490  * gmap_link - set up shadow page tables to connect a host to a guest address
 491  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 492  * @gaddr: guest address
 493  * @vmaddr: vm address
 494  *
 495  * Returns 0 on success, -ENOMEM for out of memory conditions, and -EFAULT
 496  * if the vm address is already mapped to a different guest segment.
 497  * The mmap_sem of the mm that belongs to the address space must be held
 498  * when this function gets called.
 499  */
 500 int __gmap_link(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr, unsigned long vmaddr)
 501 {
 502         struct mm_struct *mm;
 503         unsigned long *table;
 504         spinlock_t *ptl;
 505         pgd_t *pgd;
 506         pud_t *pud;
 507         pmd_t *pmd;
 508         int rc;
 509
 510         /* Create higher level tables in the gmap page table */
 511         table = gmap->table;
 512         if ((gmap->asce & _ASCE_TYPE_MASK) >= _ASCE_TYPE_REGION1) {
 513                 table += (gaddr >> 53) & 0x7ff;
 514                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INVALID) &&
 515                     gmap_alloc_table(gmap, table, _REGION2_ENTRY_EMPTY,
 516                                      gaddr & 0xffe0000000000000UL))
 517                         return -ENOMEM;
 518                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 519         }
 520         if ((gmap->asce & _ASCE_TYPE_MASK) >= _ASCE_TYPE_REGION2) {
 521                 table += (gaddr >> 42) & 0x7ff;
 522                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INVALID) &&
 523                     gmap_alloc_table(gmap, table, _REGION3_ENTRY_EMPTY,
 524                                      gaddr & 0xfffffc0000000000UL))
 525                         return -ENOMEM;
 526                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 527         }
 528         if ((gmap->asce & _ASCE_TYPE_MASK) >= _ASCE_TYPE_REGION3) {
 529                 table += (gaddr >> 31) & 0x7ff;
 530                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INVALID) &&
 531                     gmap_alloc_table(gmap, table, _SEGMENT_ENTRY_EMPTY,
 532                                      gaddr & 0xffffffff80000000UL))
 533                         return -ENOMEM;
 534                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 535         }
 536         table += (gaddr >> 20) & 0x7ff;
 537         /* Walk the parent mm page table */
 538         mm = gmap->mm;
 539         pgd = pgd_offset(mm, vmaddr);
 540         VM_BUG_ON(pgd_none(*pgd));
 541         pud = pud_offset(pgd, vmaddr);
 542         VM_BUG_ON(pud_none(*pud));
 543         pmd = pmd_offset(pud, vmaddr);
 544         VM_BUG_ON(pmd_none(*pmd));
 545         /* large pmds cannot yet be handled */
 546         if (pmd_large(*pmd))
 547                 return -EFAULT;
 548         /* Link gmap segment table entry location to page table. */
 549         rc = radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
 550         if (rc)
 551                 return rc;
 552         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
 553         spin_lock(&gmap->guest_table_lock);
 554         if (*table == _SEGMENT_ENTRY_INVALID) {
 555                 rc = radix_tree_insert(&gmap->host_to_guest,
 556                                        vmaddr >> PMD_SHIFT, table);
 557                 if (!rc)
 558                         *table = pmd_val(*pmd);
 559         } else
 560                 rc = 0;
 561         spin_unlock(&gmap->guest_table_lock);
 562         spin_unlock(ptl);
 563         radix_tree_preload_end();
 564         return rc;
 565 }
 566
 567 /**
 568  * gmap_fault - resolve a fault on a guest address
 569  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 570  * @gaddr: guest address
 571  * @fault_flags: flags to pass down to handle_mm_fault()
 572  *
 573  * Returns 0 on success, -ENOMEM for out of memory conditions, and -EFAULT
 574  * if the vm address is already mapped to a different guest segment.
 575  */
 576 int gmap_fault(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr,
 577                unsigned int fault_flags)
 578 {
 579         unsigned long vmaddr;
 580         int rc;
 581
 582         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 583         vmaddr = __gmap_translate(gmap, gaddr);
 584         if (IS_ERR_VALUE(vmaddr)) {
 585                 rc = vmaddr;
 586                 goto out_up;
 587         }
 588         if (fixup_user_fault(current, gmap->mm, vmaddr, fault_flags)) {
 589                 rc = -EFAULT;
 590                 goto out_up;
 591         }
 592         rc = __gmap_link(gmap, gaddr, vmaddr);
 593 out_up:
 594         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 595         return rc;
 596 }
 597 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_fault);
 598
 599 static void gmap_zap_swap_entry(swp_entry_t entry, struct mm_struct *mm)
 600 {
 601         if (!non_swap_entry(entry))
 602                 dec_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
 603         else if (is_migration_entry(entry)) {
 604                 struct page *page = migration_entry_to_page(entry);
 605
 606                 if (PageAnon(page))
 607                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
 608                 else
 609                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
 610         }
 611         free_swap_and_cache(entry);
 612 }
 613
 614 /*
 615  * this function is assumed to be called with mmap_sem held
 616  */
 617 void __gmap_zap(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 618 {
 619         unsigned long vmaddr, ptev, pgstev;
 620         pte_t *ptep, pte;
 621         spinlock_t *ptl;
 622         pgste_t pgste;
 623
 624         /* Find the vm address for the guest address */
 625         vmaddr = (unsigned long) radix_tree_lookup(&gmap->guest_to_host,
 626                                                    gaddr >> PMD_SHIFT);
 627         if (!vmaddr)
 628                 return;
 629         vmaddr |= gaddr & ~PMD_MASK;
 630         /* Get pointer to the page table entry */
 631         ptep = get_locked_pte(gmap->mm, vmaddr, &ptl);
 632         if (unlikely(!ptep))
 633                 return;
 634         pte = *ptep;
 635         if (!pte_swap(pte))
 636                 goto out_pte;
 637         /* Zap unused and logically-zero pages */
 638         pgste = pgste_get_lock(ptep);
 639         pgstev = pgste_val(pgste);
 640         ptev = pte_val(pte);
 641         if (((pgstev & _PGSTE_GPS_USAGE_MASK) == _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED) ||
 642             ((pgstev & _PGSTE_GPS_ZERO) && (ptev & _PAGE_INVALID))) {
 643                 gmap_zap_swap_entry(pte_to_swp_entry(pte), gmap->mm);
 644                 pte_clear(gmap->mm, vmaddr, ptep);
 645         }
 646         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 647 out_pte:
 648         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 649 }
 650 EXPORT_SYMBOL_GPL(__gmap_zap);
 651
 652 void gmap_discard(struct gmap *gmap, unsigned long from, unsigned long to)
 653 {
 654         unsigned long gaddr, vmaddr, size;
 655         struct vm_area_struct *vma;
 656
 657         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 658         for (gaddr = from; gaddr < to;
 659              gaddr = (gaddr + PMD_SIZE) & PMD_MASK) {
 660                 /* Find the vm address for the guest address */
 661                 vmaddr = (unsigned long)
 662                         radix_tree_lookup(&gmap->guest_to_host,
 663                                           gaddr >> PMD_SHIFT);
 664                 if (!vmaddr)
 665                         continue;
 666                 vmaddr |= gaddr & ~PMD_MASK;
 667                 /* Find vma in the parent mm */
 668                 vma = find_vma(gmap->mm, vmaddr);
 669                 size = min(to - gaddr, PMD_SIZE - (gaddr & ~PMD_MASK));
 670                 zap_page_range(vma, vmaddr, size, NULL);
 671         }
 672         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 673 }
 674 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_discard);
 675
 676 static LIST_HEAD(gmap_notifier_list);
 677 static DEFINE_SPINLOCK(gmap_notifier_lock);
 678
 679 /**
 680  * gmap_register_ipte_notifier - register a pte invalidation callback
 681  * @nb: pointer to the gmap notifier block
 682  */
 683 void gmap_register_ipte_notifier(struct gmap_notifier *nb)
 684 {
 685         spin_lock(&gmap_notifier_lock);
 686         list_add(&nb->list, &gmap_notifier_list);
 687         spin_unlock(&gmap_notifier_lock);
 688 }
 689 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_register_ipte_notifier);
 690
 691 /**
 692  * gmap_unregister_ipte_notifier - remove a pte invalidation callback
 693  * @nb: pointer to the gmap notifier block
 694  */
 695 void gmap_unregister_ipte_notifier(struct gmap_notifier *nb)
 696 {
 697         spin_lock(&gmap_notifier_lock);
 698         list_del_init(&nb->list);
 699         spin_unlock(&gmap_notifier_lock);
 700 }
 701 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_unregister_ipte_notifier);
 702
 703 /**
 704  * gmap_ipte_notify - mark a range of ptes for invalidation notification
 705  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 706  * @gaddr: virtual address in the guest address space
 707  * @len: size of area
 708  *
 709  * Returns 0 if for each page in the given range a gmap mapping exists and
 710  * the invalidation notification could be set. If the gmap mapping is missing
 711  * for one or more pages -EFAULT is returned. If no memory could be allocated
 712  * -ENOMEM is returned. This function establishes missing page table entries.
 713  */
 714 int gmap_ipte_notify(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr, unsigned long len)
 715 {
 716         unsigned long addr;
 717         spinlock_t *ptl;
 718         pte_t *ptep, entry;
 719         pgste_t pgste;
 720         int rc = 0;
 721
 722         if ((gaddr & ~PAGE_MASK) || (len & ~PAGE_MASK))
 723                 return -EINVAL;
 724         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 725         while (len) {
 726                 /* Convert gmap address and connect the page tables */
 727                 addr = __gmap_translate(gmap, gaddr);
 728                 if (IS_ERR_VALUE(addr)) {
 729                         rc = addr;
 730                         break;
 731                 }
 732                 /* Get the page mapped */
 733                 if (fixup_user_fault(current, gmap->mm, addr, FAULT_FLAG_WRITE)) {
 734                         rc = -EFAULT;
 735                         break;
 736                 }
 737                 rc = __gmap_link(gmap, gaddr, addr);
 738                 if (rc)
 739                         break;
 740                 /* Walk the process page table, lock and get pte pointer */
 741                 ptep = get_locked_pte(gmap->mm, addr, &ptl);
 742                 VM_BUG_ON(!ptep);
 743                 /* Set notification bit in the pgste of the pte */
 744                 entry = *ptep;
 745                 if ((pte_val(entry) & (_PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)) == 0) {
 746                         pgste = pgste_get_lock(ptep);
 747                         pgste_val(pgste) |= PGSTE_IN_BIT;
 748                         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 749                         gaddr += PAGE_SIZE;
 750                         len -= PAGE_SIZE;
 751                 }
 752                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 753         }
 754         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 755         return rc;
 756 }
 757 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_ipte_notify);
 758
 759 /**
 760  * gmap_do_ipte_notify - call all invalidation callbacks for a specific pte.
 761  * @mm: pointer to the process mm_struct
 762  * @addr: virtual address in the process address space
 763  * @pte: pointer to the page table entry
 764  *
 765  * This function is assumed to be called with the page table lock held
 766  * for the pte to notify.
 767  */
 768 void gmap_do_ipte_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr, pte_t *pte)
 769 {
 770         unsigned long offset, gaddr;
 771         unsigned long *table;
 772         struct gmap_notifier *nb;
 773         struct gmap *gmap;
 774
 775         offset = ((unsigned long) pte) & (255 * sizeof(pte_t));
 776         offset = offset * (4096 / sizeof(pte_t));
 777         spin_lock(&gmap_notifier_lock);
 778         list_for_each_entry(gmap, &mm->context.gmap_list, list) {
 779                 table = radix_tree_lookup(&gmap->host_to_guest,
 780                                           vmaddr >> PMD_SHIFT);
 781                 if (!table)
 782                         continue;
 783                 gaddr = __gmap_segment_gaddr(table) + offset;
 784                 list_for_each_entry(nb, &gmap_notifier_list, list)
 785                         nb->notifier_call(gmap, gaddr);
 786         }
 787         spin_unlock(&gmap_notifier_lock);
 788 }
 789 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_do_ipte_notify);
 790
 791 int set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 792                           unsigned long key, bool nq)
 793 {
 794         spinlock_t *ptl;
 795         pgste_t old, new;
 796         pte_t *ptep;
 797
 798         down_read(&mm->mmap_sem);
 799 retry:
 800         ptep = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 801         if (unlikely(!ptep)) {
 802                 up_read(&mm->mmap_sem);
 803                 return -EFAULT;
 804         }
 805         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID) &&
 806              (pte_val(*ptep) & _PAGE_PROTECT)) {
 807                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 808                 if (fixup_user_fault(current, mm, addr, FAULT_FLAG_WRITE)) {
 809                         up_read(&mm->mmap_sem);
 810                         return -EFAULT;
 811                 }
 812                 goto retry;
 813         }
 814
 815         new = old = pgste_get_lock(ptep);
 816         pgste_val(new) &= ~(PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT |
 817                             PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT);
 818         pgste_val(new) |= (key & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED)) << 48;
 819         pgste_val(new) |= (key & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT)) << 56;
 820         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)) {
 821                 unsigned long address, bits, skey;
 822
 823                 address = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
 824                 skey = (unsigned long) page_get_storage_key(address);
 825                 bits = skey & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED);
 826                 skey = key & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT);
 827                 /* Set storage key ACC and FP */
 828                 page_set_storage_key(address, skey, !nq);
 829                 /* Merge host changed & referenced into pgste  */
 830                 pgste_val(new) |= bits << 52;
 831         }
 832         /* changing the guest storage key is considered a change of the page */
 833         if ((pgste_val(new) ^ pgste_val(old)) &
 834             (PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT | PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT))
 835                 pgste_val(new) |= PGSTE_UC_BIT;
 836
 837         pgste_set_unlock(ptep, new);
 838         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 839         up_read(&mm->mmap_sem);
 840         return 0;
 841 }
 842 EXPORT_SYMBOL(set_guest_storage_key);
 843
 844 unsigned long get_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 845 {
 846         spinlock_t *ptl;
 847         pgste_t pgste;
 848         pte_t *ptep;
 849         uint64_t physaddr;
 850         unsigned long key = 0;
 851
 852         down_read(&mm->mmap_sem);
 853         ptep = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 854         if (unlikely(!ptep)) {
 855                 up_read(&mm->mmap_sem);
 856                 return -EFAULT;
 857         }
 858         pgste = pgste_get_lock(ptep);
 859
 860         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID) {
 861                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_ACC_BITS) >> 56;
 862                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_FP_BIT) >> 56;
 863                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_GR_BIT) >> 48;
 864                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_GC_BIT) >> 48;
 865         } else {
 866                 physaddr = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
 867                 key = page_get_storage_key(physaddr);
 868
 869                 /* Reflect guest's logical view, not physical */
 870                 if (pgste_val(pgste) & PGSTE_GR_BIT)
 871                         key |= _PAGE_REFERENCED;
 872                 if (pgste_val(pgste) & PGSTE_GC_BIT)
 873                         key |= _PAGE_CHANGED;
 874         }
 875
 876         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 877         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 878         up_read(&mm->mmap_sem);
 879         return key;
 880 }
 881 EXPORT_SYMBOL(get_guest_storage_key);
 882
 883 static int page_table_allocate_pgste_min = 0;
 884 static int page_table_allocate_pgste_max = 1;
 885 int page_table_allocate_pgste = 0;
 886 EXPORT_SYMBOL(page_table_allocate_pgste);
 887
 888 static struct ctl_table page_table_sysctl[] = {
 889         {
 890                 .procname       = "allocate_pgste",
 891                 .data           = &page_table_allocate_pgste,
 892                 .maxlen         = sizeof(int),
 893                 .mode           = S_IRUGO | S_IWUSR,
 894                 .proc_handler   = proc_dointvec,
 895                 .extra1         = &page_table_allocate_pgste_min,
 896                 .extra2         = &page_table_allocate_pgste_max,
 897         },
 898         { }
 899 };
 900
 901 static struct ctl_table page_table_sysctl_dir[] = {
 902         {
 903                 .procname       = "vm",
 904                 .maxlen         = 0,
 905                 .mode           = 0555,
 906                 .child          = page_table_sysctl,
 907         },
 908         { }
 909 };
 910
 911 static int __init page_table_register_sysctl(void)
 912 {
 913         return register_sysctl_table(page_table_sysctl_dir) ? 0 : -ENOMEM;
 914 }
 915 __initcall(page_table_register_sysctl);
 916
 917 #else /* CONFIG_PGSTE */
 918
 919 static inline void gmap_unlink(struct mm_struct *mm, unsigned long *table,
 920                         unsigned long vmaddr)
 921 {
 922 }
 923
 924 #endif /* CONFIG_PGSTE */
 925
 926 static inline unsigned int atomic_xor_bits(atomic_t *v, unsigned int bits)
 927 {
 928         unsigned int old, new;
 929
 930         do {
 931                 old = atomic_read(v);
 932                 new = old ^ bits;
 933         } while (atomic_cmpxchg(v, old, new) != old);
 934         return new;
 935 }
 936
 937 /*
 938  * page table entry allocation/free routines.
 939  */
 940 unsigned long *page_table_alloc(struct mm_struct *mm)
 941 {
 942         unsigned long *table;
 943         struct page *page;
 944         unsigned int mask, bit;
 945
 946         /* Try to get a fragment of a 4K page as a 2K page table */
 947         if (!mm_alloc_pgste(mm)) {
 948                 table = NULL;
 949                 spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
 950                 if (!list_empty(&mm->context.pgtable_list)) {
 951                         page = list_first_entry(&mm->context.pgtable_list,
 952                                                 struct page, lru);
 953                         mask = atomic_read(&page->_mapcount);
 954                         mask = (mask | (mask >> 4)) & 3;
 955                         if (mask != 3) {
 956                                 table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 957                                 bit = mask & 1;         /* =1 -> second 2K */
 958                                 if (bit)
 959                                         table += PTRS_PER_PTE;
 960                                 atomic_xor_bits(&page->_mapcount, 1U << bit);
 961                                 list_del(&page->lru);
 962                         }
 963                 }
 964                 spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
 965                 if (table)
 966                         return table;
 967         }
 968         /* Allocate a fresh page */
 969         page = alloc_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 970         if (!page)
 971                 return NULL;
 972         if (!pgtable_page_ctor(page)) {
 973                 __free_page(page);
 974                 return NULL;
 975         }
 976         /* Initialize page table */
 977         table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 978         if (mm_alloc_pgste(mm)) {
 979                 /* Return 4K page table with PGSTEs */
 980                 atomic_set(&page->_mapcount, 3);
 981                 clear_table(table, _PAGE_INVALID, PAGE_SIZE/2);
 982                 clear_table(table + PTRS_PER_PTE, 0, PAGE_SIZE/2);
 983         } else {
 984                 /* Return the first 2K fragment of the page */
 985                 atomic_set(&page->_mapcount, 1);
 986                 clear_table(table, _PAGE_INVALID, PAGE_SIZE);
 987                 spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
 988                 list_add(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
 989                 spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
 990         }
 991         return table;
 992 }
 993
 994 void page_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
 995 {
 996         struct page *page;
 997         unsigned int bit, mask;
 998
 999         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
1000         if (!mm_alloc_pgste(mm)) {
1001                 /* Free 2K page table fragment of a 4K page */
1002                 bit = (__pa(table) & ~PAGE_MASK)/(PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t));
1003                 spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
1004                 mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, 1U << bit);
1005                 if (mask & 3)
1006                         list_add(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
1007                 else
1008                         list_del(&page->lru);
1009                 spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
1010                 if (mask != 0)
1011                         return;
1012         }
1013
1014         pgtable_page_dtor(page);
1015         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
1016         __free_page(page);
1017 }
1018
1019 void page_table_free_rcu(struct mmu_gather *tlb, unsigned long *table,
1020                          unsigned long vmaddr)
1021 {
1022         struct mm_struct *mm;
1023         struct page *page;
1024         unsigned int bit, mask;
1025
1026         mm = tlb->mm;
1027         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
1028         if (mm_alloc_pgste(mm)) {
1029                 gmap_unlink(mm, table, vmaddr);
1030                 table = (unsigned long *) (__pa(table) | 3);
1031                 tlb_remove_table(tlb, table);
1032                 return;
1033         }
1034         bit = (__pa(table) & ~PAGE_MASK) / (PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t));
1035         spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
1036         mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, 0x11U << bit);
1037         if (mask & 3)
1038                 list_add_tail(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
1039         else
1040                 list_del(&page->lru);
1041         spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
1042         table = (unsigned long *) (__pa(table) | (1U << bit));
1043         tlb_remove_table(tlb, table);
1044 }
1045
1046 static void __tlb_remove_table(void *_table)
1047 {
1048         unsigned int mask = (unsigned long) _table & 3;
1049         void *table = (void *)((unsigned long) _table ^ mask);
1050         struct page *page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
1051
1052         switch (mask) {
1053         case 0:         /* pmd or pud */
1054                 free_pages((unsigned long) table, 2);
1055                 break;
1056         case 1:         /* lower 2K of a 4K page table */
1057         case 2:         /* higher 2K of a 4K page table */
1058                 if (atomic_xor_bits(&page->_mapcount, mask << 4) != 0)
1059                         break;
1060                 /* fallthrough */
1061         case 3:         /* 4K page table with pgstes */
1062                 pgtable_page_dtor(page);
1063                 atomic_set(&page->_mapcount, -1);
1064                 __free_page(page);
1065                 break;
1066         }
1067 }
1068
1069 static void tlb_remove_table_smp_sync(void *arg)
1070 {
1071         /* Simply deliver the interrupt */
1072 }
1073
1074 static void tlb_remove_table_one(void *table)
1075 {
1076         /*
1077          * This isn't an RCU grace period and hence the page-tables cannot be
1078          * assumed to be actually RCU-freed.
1079          *
1080          * It is however sufficient for software page-table walkers that rely
1081          * on IRQ disabling. See the comment near struct mmu_table_batch.
1082          */
1083         smp_call_function(tlb_remove_table_smp_sync, NULL, 1);
1084         __tlb_remove_table(table);
1085 }
1086
1087 static void tlb_remove_table_rcu(struct rcu_head *head)
1088 {
1089         struct mmu_table_batch *batch;
1090         int i;
1091
1092         batch = container_of(head, struct mmu_table_batch, rcu);
1093
1094         for (i = 0; i < batch->nr; i++)
1095                 __tlb_remove_table(batch->tables[i]);
1096
1097         free_page((unsigned long)batch);
1098 }
1099
1100 void tlb_table_flush(struct mmu_gather *tlb)
1101 {
1102         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
1103
1104         if (*batch) {
1105                 call_rcu_sched(&(*batch)->rcu, tlb_remove_table_rcu);
1106                 *batch = NULL;
1107         }
1108 }
1109
1110 void tlb_remove_table(struct mmu_gather *tlb, void *table)
1111 {
1112         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
1113
1114         tlb->mm->context.flush_mm = 1;
1115         if (*batch == NULL) {
1116                 *batch = (struct mmu_table_batch *)
1117                         __get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1118                 if (*batch == NULL) {
1119                         __tlb_flush_mm_lazy(tlb->mm);
1120                         tlb_remove_table_one(table);
1121                         return;
1122                 }
1123                 (*batch)->nr = 0;
1124         }
1125         (*batch)->tables[(*batch)->nr++] = table;
1126         if ((*batch)->nr == MAX_TABLE_BATCH)
1127                 tlb_flush_mmu(tlb);
1128 }
1129
1130 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1131 static inline void thp_split_vma(struct vm_area_struct *vma)
1132 {
1133         unsigned long addr;
1134
1135         for (addr = vma->vm_start; addr < vma->vm_end; addr += PAGE_SIZE)
1136                 follow_page(vma, addr, FOLL_SPLIT);
1137 }
1138
1139 static inline void thp_split_mm(struct mm_struct *mm)
1140 {
1141         struct vm_area_struct *vma;
1142
1143         for (vma = mm->mmap; vma != NULL; vma = vma->vm_next) {
1144                 thp_split_vma(vma);
1145                 vma->vm_flags &= ~VM_HUGEPAGE;
1146                 vma->vm_flags |= VM_NOHUGEPAGE;
1147         }
1148         mm->def_flags |= VM_NOHUGEPAGE;
1149 }
1150 #else
1151 static inline void thp_split_mm(struct mm_struct *mm)
1152 {
1153 }
1154 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1155
1156 /*
1157  * switch on pgstes for its userspace process (for kvm)
1158  */
1159 int s390_enable_sie(void)
1160 {
1161         struct mm_struct *mm = current->mm;
1162
1163         /* Do we have pgstes? if yes, we are done */
1164         if (mm_has_pgste(mm))
1165                 return 0;
1166         /* Fail if the page tables are 2K */
1167         if (!mm_alloc_pgste(mm))
1168                 return -EINVAL;
1169         down_write(&mm->mmap_sem);
1170         mm->context.has_pgste = 1;
1171         /* split thp mappings and disable thp for future mappings */
1172         thp_split_mm(mm);
1173         up_write(&mm->mmap_sem);
1174         return 0;
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_enable_sie);
1177
1178 /*
1179  * Enable storage key handling from now on and initialize the storage
1180  * keys with the default key.
1181  */
1182 static int __s390_enable_skey(pte_t *pte, unsigned long addr,
1183                               unsigned long next, struct mm_walk *walk)
1184 {
1185         unsigned long ptev;
1186         pgste_t pgste;
1187
1188         pgste = pgste_get_lock(pte);
1189         /*
1190          * Remove all zero page mappings,
1191          * after establishing a policy to forbid zero page mappings
1192          * following faults for that page will get fresh anonymous pages
1193          */
1194         if (is_zero_pfn(pte_pfn(*pte))) {
1195                 ptep_flush_direct(walk->mm, addr, pte);
1196                 pte_val(*pte) = _PAGE_INVALID;
1197         }
1198         /* Clear storage key */
1199         pgste_val(pgste) &= ~(PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT |
1200                               PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT);
1201         ptev = pte_val(*pte);
1202         if (!(ptev & _PAGE_INVALID) && (ptev & _PAGE_WRITE))
1203                 page_set_storage_key(ptev & PAGE_MASK, PAGE_DEFAULT_KEY, 1);
1204         pgste_set_unlock(pte, pgste);
1205         return 0;
1206 }
1207
1208 int s390_enable_skey(void)
1209 {
1210         struct mm_walk walk = { .pte_entry = __s390_enable_skey };
1211         struct mm_struct *mm = current->mm;
1212         struct vm_area_struct *vma;
1213         int rc = 0;
1214
1215         down_write(&mm->mmap_sem);
1216         if (mm_use_skey(mm))
1217                 goto out_up;
1218
1219         mm->context.use_skey = 1;
1220         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
1221                 if (ksm_madvise(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
1222                                 MADV_UNMERGEABLE, &vma->vm_flags)) {
1223                         mm->context.use_skey = 0;
1224                         rc = -ENOMEM;
1225                         goto out_up;
1226                 }
1227         }
1228         mm->def_flags &= ~VM_MERGEABLE;
1229
1230         walk.mm = mm;
1231         walk_page_range(0, TASK_SIZE, &walk);
1232
1233 out_up:
1234         up_write(&mm->mmap_sem);
1235         return rc;
1236 }
1237 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_enable_skey);
1238
1239 /*
1240  * Reset CMMA state, make all pages stable again.
1241  */
1242 static int __s390_reset_cmma(pte_t *pte, unsigned long addr,
1243                              unsigned long next, struct mm_walk *walk)
1244 {
1245         pgste_t pgste;
1246
1247         pgste = pgste_get_lock(pte);
1248         pgste_val(pgste) &= ~_PGSTE_GPS_USAGE_MASK;
1249         pgste_set_unlock(pte, pgste);
1250         return 0;
1251 }
1252
1253 void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm)
1254 {
1255         struct mm_walk walk = { .pte_entry = __s390_reset_cmma };
1256
1257         down_write(&mm->mmap_sem);
1258         walk.mm = mm;
1259         walk_page_range(0, TASK_SIZE, &walk);
1260         up_write(&mm->mmap_sem);
1261 }
1262 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_reset_cmma);
1263
1264 /*
1265  * Test and reset if a guest page is dirty
1266  */
1267 bool gmap_test_and_clear_dirty(unsigned long address, struct gmap *gmap)
1268 {
1269         pte_t *pte;
1270         spinlock_t *ptl;
1271         bool dirty = false;
1272
1273         pte = get_locked_pte(gmap->mm, address, &ptl);
1274         if (unlikely(!pte))
1275                 return false;
1276
1277         if (ptep_test_and_clear_user_dirty(gmap->mm, address, pte))
1278                 dirty = true;
1279
1280         spin_unlock(ptl);
1281         return dirty;
1282 }
1283 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_test_and_clear_dirty);
1284
1285 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1286 int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1287                            pmd_t *pmdp)
1288 {
1289         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
1290         /* No need to flush TLB
1291          * On s390 reference bits are in storage key and never in TLB */
1292         return pmdp_test_and_clear_young(vma, address, pmdp);
1293 }
1294
1295 int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1296                           unsigned long address, pmd_t *pmdp,
1297                           pmd_t entry, int dirty)
1298 {
1299         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
1300
1301         entry = pmd_mkyoung(entry);
1302         if (dirty)
1303                 entry = pmd_mkdirty(entry);
1304         if (pmd_same(*pmdp, entry))
1305                 return 0;
1306         pmdp_invalidate(vma, address, pmdp);
1307         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, entry);
1308         return 1;
1309 }
1310
1311 static void pmdp_splitting_flush_sync(void *arg)
1312 {
1313         /* Simply deliver the interrupt */
1314 }
1315
1316 void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1317                           pmd_t *pmdp)
1318 {
1319         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
1320         if (!test_and_set_bit(_SEGMENT_ENTRY_SPLIT_BIT,
1321                               (unsigned long *) pmdp)) {
1322                 /* need to serialize against gup-fast (IRQ disabled) */
1323                 smp_call_function(pmdp_splitting_flush_sync, NULL, 1);
1324         }
1325 }
1326
1327 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1328                                 pgtable_t pgtable)
1329 {
1330         struct list_head *lh = (struct list_head *) pgtable;
1331
1332         assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp));
1333
1334         /* FIFO */
1335         if (!pmd_huge_pte(mm, pmdp))
1336                 INIT_LIST_HEAD(lh);
1337         else
1338                 list_add(lh, (struct list_head *) pmd_huge_pte(mm, pmdp));
1339         pmd_huge_pte(mm, pmdp) = pgtable;
1340 }
1341
1342 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp)
1343 {
1344         struct list_head *lh;
1345         pgtable_t pgtable;
1346         pte_t *ptep;
1347
1348         assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp));
1349
1350         /* FIFO */
1351         pgtable = pmd_huge_pte(mm, pmdp);
1352         lh = (struct list_head *) pgtable;
1353         if (list_empty(lh))
1354                 pmd_huge_pte(mm, pmdp) = NULL;
1355         else {
1356                 pmd_huge_pte(mm, pmdp) = (pgtable_t) lh->next;
1357                 list_del(lh);
1358         }
1359         ptep = (pte_t *) pgtable;
1360         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1361         ptep++;
1362         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1363         return pgtable;
1364 }
1365 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */