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 <linux/atomic.h>
  32 #include <asm/bug.h>
  33 #include <asm/page.h>
  34
  35 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
  36 extern void paging_init(void);
  37 extern void vmem_map_init(void);
  38 pmd_t *vmem_pmd_alloc(void);
  39 pte_t *vmem_pte_alloc(void);
  40
  41 enum {
  42         PG_DIRECT_MAP_4K = 0,
  43         PG_DIRECT_MAP_1M,
  44         PG_DIRECT_MAP_2G,
  45         PG_DIRECT_MAP_MAX
  46 };
  47
  48 extern atomic_long_t direct_pages_count[PG_DIRECT_MAP_MAX];
  49
  50 static inline void update_page_count(int level, long count)
  51 {
  52         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROC_FS))
  53                 atomic_long_add(count, &direct_pages_count[level]);
  54 }
  55
  56 struct seq_file;
  57 void arch_report_meminfo(struct seq_file *m);
  58
  59 /*
  60  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
  61  * tables contain all the necessary information.
  62  */
  63 #define update_mmu_cache(vma, address, ptep)     do { } while (0)
  64 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, ptep) do { } while (0)
  65
  66 /*
  67  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero; used
  68  * for zero-mapped memory areas etc..
  69  */
  70
  71 extern unsigned long empty_zero_page;
  72 extern unsigned long zero_page_mask;
  73
  74 #define ZERO_PAGE(vaddr) \
  75         (virt_to_page((void *)(empty_zero_page + \
  76          (((unsigned long)(vaddr)) &zero_page_mask))))
  77 #define __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
  78
  79 /* TODO: s390 cannot support io_remap_pfn_range... */
  80 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
  81
  82 /*
  83  * PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
  84  * table can map
  85  * PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map
  86  */
  87 #define PMD_SHIFT       20
  88 #define PUD_SHIFT       31
  89 #define PGDIR_SHIFT     42
  90
  91 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
  92 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
  93 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
  94 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
  95 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
  96 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
  97
  98 /*
  99  * entries per page directory level: the S390 is two-level, so
 100  * we don't really have any PMD directory physically.
 101  * for S390 segment-table entries are combined to one PGD
 102  * that leads to 1024 pte per pgd
 103  */
 104 #define PTRS_PER_PTE    256
 105 #define PTRS_PER_PMD    2048
 106 #define PTRS_PER_PUD    2048
 107 #define PTRS_PER_PGD    2048
 108
 109 #define FIRST_USER_ADDRESS  0UL
 110
 111 #define pte_ERROR(e) \
 112         printk("%s:%d: bad pte %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pte_val(e))
 113 #define pmd_ERROR(e) \
 114         printk("%s:%d: bad pmd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pmd_val(e))
 115 #define pud_ERROR(e) \
 116         printk("%s:%d: bad pud %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pud_val(e))
 117 #define pgd_ERROR(e) \
 118         printk("%s:%d: bad pgd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pgd_val(e))
 119
 120 #ifndef __ASSEMBLY__
 121 /*
 122  * The vmalloc and module area will always be on the topmost area of the
 123  * kernel mapping. We reserve 128GB (64bit) for vmalloc and modules.
 124  * On 64 bit kernels we have a 2GB area at the top of the vmalloc area where
 125  * modules will reside. That makes sure that inter module branches always
 126  * happen without trampolines and in addition the placement within a 2GB frame
 127  * is branch prediction unit friendly.
 128  */
 129 extern unsigned long VMALLOC_START;
 130 extern unsigned long VMALLOC_END;
 131 extern struct page *vmemmap;
 132
 133 #define VMEM_MAX_PHYS ((unsigned long) vmemmap)
 134
 135 extern unsigned long MODULES_VADDR;
 136 extern unsigned long MODULES_END;
 137 #define MODULES_VADDR   MODULES_VADDR
 138 #define MODULES_END     MODULES_END
 139 #define MODULES_LEN     (1UL << 31)
 140
 141 static inline int is_module_addr(void *addr)
 142 {
 143         BUILD_BUG_ON(MODULES_LEN > (1UL << 31));
 144         if (addr < (void *)MODULES_VADDR)
 145                 return 0;
 146         if (addr > (void *)MODULES_END)
 147                 return 0;
 148         return 1;
 149 }
 150
 151 /*
 152  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
 153  * |                     PFRA                         |0IPC|  OS  |
 154  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 155  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 156  *
 157  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
 158  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 159  * C Change-bit override: HW is not required to set change bit
 160  *
 161  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
 162  * |        P-table origin                              |      TT
 163  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 164  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 165  *
 166  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 167  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
 168  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 169  * TT Type 00
 170  *
 171  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
 172  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
 173  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 174  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 175  *
 176  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 177  * TT Type 01
 178  * TF
 179  * TL Table length
 180  *
 181  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
 182  * |      region table origon                          |       DTTL
 183  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 184  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 185  *
 186  * X Space-Switch event:
 187  * G Segment-Invalid Bit:
 188  * P Private-Space Bit:
 189  * S Storage-Alteration:
 190  * R Real space
 191  * TL Table-Length:
 192  *
 193  * A storage key has the following format:
 194  * | ACC |F|R|C|0|
 195  *  0   3 4 5 6 7
 196  * ACC: access key
 197  * F  : fetch protection bit
 198  * R  : referenced bit
 199  * C  : changed bit
 200  */
 201
 202 /* Hardware bits in the page table entry */
 203 #define _PAGE_PROTECT   0x200           /* HW read-only bit  */
 204 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
 205 #define _PAGE_LARGE     0x800           /* Bit to mark a large pte */
 206
 207 /* Software bits in the page table entry */
 208 #define _PAGE_PRESENT   0x001           /* SW pte present bit */
 209 #define _PAGE_YOUNG     0x004           /* SW pte young bit */
 210 #define _PAGE_DIRTY     0x008           /* SW pte dirty bit */
 211 #define _PAGE_READ      0x010           /* SW pte read bit */
 212 #define _PAGE_WRITE     0x020           /* SW pte write bit */
 213 #define _PAGE_SPECIAL   0x040           /* SW associated with special page */
 214 #define _PAGE_UNUSED    0x080           /* SW bit for pgste usage state */
 215 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
 216
 217 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 218 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x002          /* SW pte soft dirty bit */
 219 #else
 220 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x000
 221 #endif
 222
 223 /* Set of bits not changed in pte_modify */
 224 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_DIRTY | \
 225                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_SOFT_DIRTY)
 226
 227 /*
 228  * handle_pte_fault uses pte_present and pte_none to find out the pte type
 229  * WITHOUT holding the page table lock. The _PAGE_PRESENT bit is used to
 230  * distinguish present from not-present ptes. It is changed only with the page
 231  * table lock held.
 232  *
 233  * The following table gives the different possible bit combinations for
 234  * the pte hardware and software bits in the last 12 bits of a pte
 235  * (. unassigned bit, x don't care, t swap type):
 236  *
 237  *                              842100000000
 238  *                              000084210000
 239  *                              000000008421
 240  *                              .IR.uswrdy.p
 241  * empty                        .10.00000000
 242  * swap                         .11..ttttt.0
 243  * prot-none, clean, old        .11.xx0000.1
 244  * prot-none, clean, young      .11.xx0001.1
 245  * prot-none, dirty, old        .11.xx0010.1
 246  * prot-none, dirty, young      .11.xx0011.1
 247  * read-only, clean, old        .11.xx0100.1
 248  * read-only, clean, young      .01.xx0101.1
 249  * read-only, dirty, old        .11.xx0110.1
 250  * read-only, dirty, young      .01.xx0111.1
 251  * read-write, clean, old       .11.xx1100.1
 252  * read-write, clean, young     .01.xx1101.1
 253  * read-write, dirty, old       .10.xx1110.1
 254  * read-write, dirty, young     .00.xx1111.1
 255  * HW-bits: R read-only, I invalid
 256  * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
 257  *          u unused, l large
 258  *
 259  * pte_none    is true for the bit pattern .10.00000000, pte == 0x400
 260  * pte_swap    is true for the bit pattern .11..ooooo.0, (pte & 0x201) == 0x200
 261  * pte_present is true for the bit pattern .xx.xxxxxx.1, (pte & 0x001) == 0x001
 262  */
 263
 264 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
 265 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
 266 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 267 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 268 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
 269 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
 270 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
 271 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
 272 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
 273 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
 274 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
 275 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
 276
 277 /* Bits in the region table entry */
 278 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 279 #define _REGION_ENTRY_PROTECT   0x200   /* region protection bit            */
 280 #define _REGION_ENTRY_OFFSET    0xc0    /* region table offset              */
 281 #define _REGION_ENTRY_INVALID   0x20    /* invalid region table entry       */
 282 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
 283 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
 284 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
 285 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
 286 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
 287
 288 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 289 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 290 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 291 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 292 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 293 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 294
 295 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0x7fffffffUL /* large page address      */
 296 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN  ~0x7ffUL/* region third table origin          */
 297
 298 #define _REGION3_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW region dirty bit */
 299 #define _REGION3_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW region young bit */
 300 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x0400  /* RTTE-format control, large page  */
 301 #define _REGION3_ENTRY_READ     0x0002  /* SW region read bit */
 302 #define _REGION3_ENTRY_WRITE    0x0001  /* SW region write bit */
 303
 304 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 305 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW region soft dirty bit */
 306 #else
 307 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW region soft dirty bit */
 308 #endif
 309
 310 #define _REGION_ENTRY_BITS       0xfffffffffffff227UL
 311 #define _REGION_ENTRY_BITS_LARGE 0xffffffff8000fe27UL
 312
 313 /* Bits in the segment table entry */
 314 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS     0xfffffffffffffe33UL
 315 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE 0xfffffffffff0ff33UL
 316 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
 317 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
 318 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* page protection bit              */
 319 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
 320
 321 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
 322 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
 323
 324 #define _SEGMENT_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW segment dirty bit */
 325 #define _SEGMENT_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW segment young bit */
 326 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x0400  /* STE-format control, large page */
 327 #define _SEGMENT_ENTRY_WRITE    0x0002  /* SW segment write bit */
 328 #define _SEGMENT_ENTRY_READ     0x0001  /* SW segment read bit */
 329
 330 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 331 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW segment soft dirty bit */
 332 #else
 333 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW segment soft dirty bit */
 334 #endif
 335
 336 /*
 337  * Segment table and region3 table entry encoding
 338  * (R = read-only, I = invalid, y = young bit):
 339  *                              dy..R...I...wr
 340  * prot-none, clean, old        00..1...1...00
 341  * prot-none, clean, young      01..1...1...00
 342  * prot-none, dirty, old        10..1...1...00
 343  * prot-none, dirty, young      11..1...1...00
 344  * read-only, clean, old        00..1...1...01
 345  * read-only, clean, young      01..1...0...01
 346  * read-only, dirty, old        10..1...1...01
 347  * read-only, dirty, young      11..1...0...01
 348  * read-write, clean, old       00..1...1...11
 349  * read-write, clean, young     01..1...0...11
 350  * read-write, dirty, old       10..0...1...11
 351  * read-write, dirty, young     11..0...0...11
 352  * The segment table origin is used to distinguish empty (origin==0) from
 353  * read-write, old segment table entries (origin!=0)
 354  * HW-bits: R read-only, I invalid
 355  * SW-bits: y young, d dirty, r read, w write
 356  */
 357
 358 /* Page status table bits for virtualization */
 359 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf000000000000000UL
 360 #define PGSTE_FP_BIT    0x0800000000000000UL
 361 #define PGSTE_PCL_BIT   0x0080000000000000UL
 362 #define PGSTE_HR_BIT    0x0040000000000000UL
 363 #define PGSTE_HC_BIT    0x0020000000000000UL
 364 #define PGSTE_GR_BIT    0x0004000000000000UL
 365 #define PGSTE_GC_BIT    0x0002000000000000UL
 366 #define PGSTE_UC_BIT    0x0000800000000000UL    /* user dirty (migration) */
 367 #define PGSTE_IN_BIT    0x0000400000000000UL    /* IPTE notify bit */
 368 #define PGSTE_VSIE_BIT  0x0000200000000000UL    /* ref'd in a shadow table */
 369
 370 /* Guest Page State used for virtualization */
 371 #define _PGSTE_GPS_ZERO         0x0000000080000000UL
 372 #define _PGSTE_GPS_USAGE_MASK   0x0000000003000000UL
 373 #define _PGSTE_GPS_USAGE_STABLE 0x0000000000000000UL
 374 #define _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED 0x0000000001000000UL
 375
 376 /*
 377  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
 378  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
 379  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
 380  */
 381 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
 382                                  _ASCE_ALT_EVENT)
 383
 384 /*
 385  * Page protection definitions.
 386  */
 387 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 388 #define PAGE_READ       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 389                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 390 #define PAGE_WRITE      __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 391                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 392
 393 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 394                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
 395 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 396                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
 397 #define PAGE_KERNEL_RO  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_YOUNG | \
 398                                  _PAGE_PROTECT)
 399
 400 /*
 401  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
 402  * Read permission implies execute permission and write permission
 403  * implies read permission.
 404  */
 405          /*xwr*/
 406 #define __P000  PAGE_NONE
 407 #define __P001  PAGE_READ
 408 #define __P010  PAGE_READ
 409 #define __P011  PAGE_READ
 410 #define __P100  PAGE_READ
 411 #define __P101  PAGE_READ
 412 #define __P110  PAGE_READ
 413 #define __P111  PAGE_READ
 414
 415 #define __S000  PAGE_NONE
 416 #define __S001  PAGE_READ
 417 #define __S010  PAGE_WRITE
 418 #define __S011  PAGE_WRITE
 419 #define __S100  PAGE_READ
 420 #define __S101  PAGE_READ
 421 #define __S110  PAGE_WRITE
 422 #define __S111  PAGE_WRITE
 423
 424 /*
 425  * Segment entry (large page) protection definitions.
 426  */
 427 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
 428                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
 429 #define SEGMENT_READ    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 430                                  _SEGMENT_ENTRY_READ)
 431 #define SEGMENT_WRITE   __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 432                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
 433 #define SEGMENT_KERNEL  __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |       \
 434                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 435                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 436                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 437                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 438                                  _SEGMENT_ENTRY_DIRTY)
 439 #define SEGMENT_KERNEL_RO __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |     \
 440                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 441                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 442                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 443                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
 444
 445 /*
 446  * Region3 entry (large page) protection definitions.
 447  */
 448
 449 #define REGION3_KERNEL  __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 450                                  _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 451                                  _REGION3_ENTRY_READ |   \
 452                                  _REGION3_ENTRY_WRITE |  \
 453                                  _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 454                                  _REGION3_ENTRY_DIRTY)
 455 #define REGION3_KERNEL_RO __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 456                                    _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 457                                    _REGION3_ENTRY_READ |   \
 458                                    _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 459                                    _REGION_ENTRY_PROTECT)
 460
 461 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
 462 {
 463 #ifdef CONFIG_PGSTE
 464         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
 465                 return 1;
 466 #endif
 467         return 0;
 468 }
 469
 470 static inline int mm_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
 471 {
 472 #ifdef CONFIG_PGSTE
 473         if (unlikely(mm->context.alloc_pgste))
 474                 return 1;
 475 #endif
 476         return 0;
 477 }
 478
 479 /*
 480  * In the case that a guest uses storage keys
 481  * faults should no longer be backed by zero pages
 482  */
 483 #define mm_forbids_zeropage mm_use_skey
 484 static inline int mm_use_skey(struct mm_struct *mm)
 485 {
 486 #ifdef CONFIG_PGSTE
 487         if (mm->context.use_skey)
 488                 return 1;
 489 #endif
 490         return 0;
 491 }
 492
 493 static inline void csp(unsigned int *ptr, unsigned int old, unsigned int new)
 494 {
 495         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 496         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 497         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 498
 499         asm volatile(
 500                 "       csp     %0,%3"
 501                 : "+d" (reg2), "+m" (*ptr)
 502                 : "d" (reg3), "d" (address)
 503                 : "cc");
 504 }
 505
 506 static inline void cspg(unsigned long *ptr, unsigned long old, unsigned long new)
 507 {
 508         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 509         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 510         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 511
 512         asm volatile(
 513                 "       .insn   rre,0xb98a0000,%0,%3"
 514                 : "+d" (reg2), "+m" (*ptr)
 515                 : "d" (reg3), "d" (address)
 516                 : "cc");
 517 }
 518
 519 #define CRDTE_DTT_PAGE          0x00UL
 520 #define CRDTE_DTT_SEGMENT       0x10UL
 521 #define CRDTE_DTT_REGION3       0x14UL
 522 #define CRDTE_DTT_REGION2       0x18UL
 523 #define CRDTE_DTT_REGION1       0x1cUL
 524
 525 static inline void crdte(unsigned long old, unsigned long new,
 526                          unsigned long table, unsigned long dtt,
 527                          unsigned long address, unsigned long asce)
 528 {
 529         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 530         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 531         register unsigned long reg4 asm("4") = table | dtt;
 532         register unsigned long reg5 asm("5") = address;
 533
 534         asm volatile(".insn rrf,0xb98f0000,%0,%2,%4,0"
 535                      : "+d" (reg2)
 536                      : "d" (reg3), "d" (reg4), "d" (reg5), "a" (asce)
 537                      : "memory", "cc");
 538 }
 539
 540 /*
 541  * pgd/pmd/pte query functions
 542  */
 543 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 544 {
 545         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 546                 return 1;
 547         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 548 }
 549
 550 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 551 {
 552         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 553                 return 0;
 554         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
 555 }
 556
 557 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 558 {
 559         /*
 560          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
 561          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 562          * invalid for either table entry.
 563          */
 564         unsigned long mask =
 565                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
 566                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 567         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
 568 }
 569
 570 static inline int pud_present(pud_t pud)
 571 {
 572         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 573                 return 1;
 574         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 575 }
 576
 577 static inline int pud_none(pud_t pud)
 578 {
 579         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 580                 return 0;
 581         return pud_val(pud) == _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 582 }
 583
 584 static inline int pud_large(pud_t pud)
 585 {
 586         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 587                 return 0;
 588         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
 589 }
 590
 591 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
 592 {
 593         unsigned long origin_mask;
 594
 595         origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN;
 596         if (pud_large(pud))
 597                 origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
 598         return (pud_val(pud) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 599 }
 600
 601 static inline int pmd_large(pmd_t pmd)
 602 {
 603         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) != 0;
 604 }
 605
 606 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 607 {
 608         if (pmd_large(pmd))
 609                 return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
 610         return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS) != 0;
 611 }
 612
 613 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 614 {
 615         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 616                 return pmd_bad(__pmd(pud_val(pud)));
 617         if (pud_large(pud))
 618                 return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
 619         return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 620 }
 621
 622 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 623 {
 624         return pmd_val(pmd) != _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
 625 }
 626
 627 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 628 {
 629         return pmd_val(pmd) == _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
 630 }
 631
 632 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
 633 {
 634         unsigned long origin_mask;
 635
 636         origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
 637         if (pmd_large(pmd))
 638                 origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
 639         return (pmd_val(pmd) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 640 }
 641
 642 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
 643 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 644 {
 645         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE) != 0;
 646 }
 647
 648 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 649 {
 650         int dirty = 1;
 651         if (pmd_large(pmd))
 652                 dirty = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY) != 0;
 653         return dirty;
 654 }
 655
 656 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 657 {
 658         int young = 1;
 659         if (pmd_large(pmd))
 660                 young = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG) != 0;
 661         return young;
 662 }
 663
 664 static inline int pte_present(pte_t pte)
 665 {
 666         /* Bit pattern: (pte & 0x001) == 0x001 */
 667         return (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT) != 0;
 668 }
 669
 670 static inline int pte_none(pte_t pte)
 671 {
 672         /* Bit pattern: pte == 0x400 */
 673         return pte_val(pte) == _PAGE_INVALID;
 674 }
 675
 676 static inline int pte_swap(pte_t pte)
 677 {
 678         /* Bit pattern: (pte & 0x201) == 0x200 */
 679         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PROTECT | _PAGE_PRESENT))
 680                 == _PAGE_PROTECT;
 681 }
 682
 683 static inline int pte_special(pte_t pte)
 684 {
 685         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
 686 }
 687
 688 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 689 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
 690 {
 691         return pte_val(a) == pte_val(b);
 692 }
 693
 694 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 695 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 696 {
 697         return pte_present(pte) && !(pte_val(pte) & _PAGE_READ);
 698 }
 699
 700 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 701 {
 702         /* pmd_large(pmd) implies pmd_present(pmd) */
 703         return pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ);
 704 }
 705 #endif
 706
 707 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
 708 {
 709         return pte_val(pte) & _PAGE_SOFT_DIRTY;
 710 }
 711 #define pte_swp_soft_dirty pte_soft_dirty
 712
 713 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
 714 {
 715         pte_val(pte) |= _PAGE_SOFT_DIRTY;
 716         return pte;
 717 }
 718 #define pte_swp_mksoft_dirty pte_mksoft_dirty
 719
 720 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
 721 {
 722         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SOFT_DIRTY;
 723         return pte;
 724 }
 725 #define pte_swp_clear_soft_dirty pte_clear_soft_dirty
 726
 727 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
 728 {
 729         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 730 }
 731
 732 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
 733 {
 734         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 735         return pmd;
 736 }
 737
 738 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
 739 {
 740         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 741         return pmd;
 742 }
 743
 744 /*
 745  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
 746  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 747  */
 748 static inline int pte_write(pte_t pte)
 749 {
 750         return (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE) != 0;
 751 }
 752
 753 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 754 {
 755         return (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) != 0;
 756 }
 757
 758 static inline int pte_young(pte_t pte)
 759 {
 760         return (pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) != 0;
 761 }
 762
 763 #define __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
 764 static inline int pte_unused(pte_t pte)
 765 {
 766         return pte_val(pte) & _PAGE_UNUSED;
 767 }
 768
 769 /*
 770  * pgd/pmd/pte modification functions
 771  */
 772
 773 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
 774 {
 775         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 776                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 777 }
 778
 779 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
 780 {
 781         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 782                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 783 }
 784
 785 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 786 {
 787         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
 788 }
 789
 790 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 791 {
 792         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
 793 }
 794
 795 /*
 796  * The following pte modification functions only work if
 797  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 798  */
 799 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 800 {
 801         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
 802         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
 803         /*
 804          * newprot for PAGE_NONE, PAGE_READ and PAGE_WRITE has the
 805          * invalid bit set, clear it again for readable, young pages
 806          */
 807         if ((pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) && (pte_val(pte) & _PAGE_READ))
 808                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
 809         /*
 810          * newprot for PAGE_READ and PAGE_WRITE has the page protection
 811          * bit set, clear it again for writable, dirty pages
 812          */
 813         if ((pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
 814                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 815         return pte;
 816 }
 817
 818 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 819 {
 820         pte_val(pte) &= ~_PAGE_WRITE;
 821         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
 822         return pte;
 823 }
 824
 825 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 826 {
 827         pte_val(pte) |= _PAGE_WRITE;
 828         if (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY)
 829                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 830         return pte;
 831 }
 832
 833 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 834 {
 835         pte_val(pte) &= ~_PAGE_DIRTY;
 836         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
 837         return pte;
 838 }
 839
 840 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 841 {
 842         pte_val(pte) |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_SOFT_DIRTY;
 843         if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
 844                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 845         return pte;
 846 }
 847
 848 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 849 {
 850         pte_val(pte) &= ~_PAGE_YOUNG;
 851         pte_val(pte) |= _PAGE_INVALID;
 852         return pte;
 853 }
 854
 855 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 856 {
 857         pte_val(pte) |= _PAGE_YOUNG;
 858         if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
 859                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
 860         return pte;
 861 }
 862
 863 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 864 {
 865         pte_val(pte) |= _PAGE_SPECIAL;
 866         return pte;
 867 }
 868
 869 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 870 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 871 {
 872         pte_val(pte) |= _PAGE_LARGE;
 873         return pte;
 874 }
 875 #endif
 876
 877 #define IPTE_GLOBAL     0
 878 #define IPTE_LOCAL      1
 879
 880 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep, int local)
 881 {
 882         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
 883
 884         /* Invalidation + TLB flush for the pte */
 885         asm volatile(
 886                 "       .insn rrf,0xb2210000,%[r1],%[r2],0,%[m4]"
 887                 : "+m" (*ptep) : [r1] "a" (pto), [r2] "a" (address),
 888                   [m4] "i" (local));
 889 }
 890
 891 static inline void __ptep_ipte_range(unsigned long address, int nr,
 892                                      pte_t *ptep, int local)
 893 {
 894         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
 895
 896         /* Invalidate a range of ptes + TLB flush of the ptes */
 897         do {
 898                 asm volatile(
 899                         "       .insn rrf,0xb2210000,%[r1],%[r2],%[r3],%[m4]"
 900                         : [r2] "+a" (address), [r3] "+a" (nr)
 901                         : [r1] "a" (pto), [m4] "i" (local) : "memory");
 902         } while (nr != 255);
 903 }
 904
 905 /*
 906  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
 907  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
 908  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
 909  * to modify an active pte. The sequence is
 910  *   1) ptep_get_and_clear
 911  *   2) set_pte_at
 912  *   3) flush_tlb_range
 913  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
 914  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
 915  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
 916  * is a nop.
 917  */
 918 pte_t ptep_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 919 pte_t ptep_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 920
 921 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 922 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 923                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
 924 {
 925         pte_t pte = *ptep;
 926
 927         pte = ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, pte_mkold(pte));
 928         return pte_young(pte);
 929 }
 930
 931 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 932 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 933                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
 934 {
 935         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
 936 }
 937
 938 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 939 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 940                                        unsigned long addr, pte_t *ptep)
 941 {
 942         return ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 943 }
 944
 945 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
 946 pte_t ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *);
 947 void ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 948
 949 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
 950 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
 951                                      unsigned long addr, pte_t *ptep)
 952 {
 953         return ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 954 }
 955
 956 /*
 957  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
 958  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
 959  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
 960  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
 961  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
 962  */
 963 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
 964 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
 965                                             unsigned long addr,
 966                                             pte_t *ptep, int full)
 967 {
 968         if (full) {
 969                 pte_t pte = *ptep;
 970                 *ptep = __pte(_PAGE_INVALID);
 971                 return pte;
 972         }
 973         return ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 974 }
 975
 976 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 977 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 978                                       unsigned long addr, pte_t *ptep)
 979 {
 980         pte_t pte = *ptep;
 981
 982         if (pte_write(pte))
 983                 ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, pte_wrprotect(pte));
 984 }
 985
 986 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
 987 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 988                                         unsigned long addr, pte_t *ptep,
 989                                         pte_t entry, int dirty)
 990 {
 991         if (pte_same(*ptep, entry))
 992                 return 0;
 993         ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, entry);
 994         return 1;
 995 }
 996
 997 /*
 998  * Additional functions to handle KVM guest page tables
 999  */
1000 void ptep_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1001                      pte_t *ptep, pte_t entry);
1002 void ptep_set_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1003 void ptep_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1004                  pte_t *ptep, unsigned long bits);
1005 int ptep_force_prot(struct mm_struct *mm, unsigned long gaddr,
1006                     pte_t *ptep, int prot, unsigned long bit);
1007 void ptep_zap_unused(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1008                      pte_t *ptep , int reset);
1009 void ptep_zap_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1010 int ptep_shadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr,
1011                     pte_t *sptep, pte_t *tptep, pte_t pte);
1012 void ptep_unshadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr, pte_t *ptep);
1013
1014 bool test_and_clear_guest_dirty(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
1015 int set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1016                           unsigned char key, bool nq);
1017 int cond_set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1018                                unsigned char key, unsigned char *oldkey,
1019                                bool nq, bool mr, bool mc);
1020 int reset_guest_reference_bit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1021 int get_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1022                           unsigned char *key);
1023
1024 /*
1025  * Certain architectures need to do special things when PTEs
1026  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
1027  * hook is made available.
1028  */
1029 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1030                               pte_t *ptep, pte_t entry)
1031 {
1032         if (mm_has_pgste(mm))
1033                 ptep_set_pte_at(mm, addr, ptep, entry);
1034         else
1035                 *ptep = entry;
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1040  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1041  */
1042 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1043 {
1044         pte_t __pte;
1045         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
1046         return pte_mkyoung(__pte);
1047 }
1048
1049 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1050 {
1051         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1052         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1053
1054         if (pte_write(__pte) && PageDirty(page))
1055                 __pte = pte_mkdirty(__pte);
1056         return __pte;
1057 }
1058
1059 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1060 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1061 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1062 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
1063
1064 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
1065 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
1066
1067 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1068 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1069 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1070
1071 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1072 {
1073         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
1074         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1075                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
1076         return pud  + pud_index(address);
1077 }
1078
1079 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
1080 {
1081         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
1082         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1083                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
1084         return pmd + pmd_index(address);
1085 }
1086
1087 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
1088 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1089 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1090
1091 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_pfn(pmd))
1092 #define pud_page(pud) pfn_to_page(pud_pfn(pud))
1093
1094 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
1095 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
1096 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
1097 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
1098 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
1099
1100 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1101 {
1102         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1103         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1104         return pmd;
1105 }
1106
1107 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
1108 {
1109         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1110         if (pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1111                 return pmd;
1112         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1113         return pmd;
1114 }
1115
1116 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
1117 {
1118         if (pmd_large(pmd)) {
1119                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1120                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1121         }
1122         return pmd;
1123 }
1124
1125 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1126 {
1127         if (pmd_large(pmd)) {
1128                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_DIRTY |
1129                                 _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1130                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
1131                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1132         }
1133         return pmd;
1134 }
1135
1136 static inline pud_t pud_wrprotect(pud_t pud)
1137 {
1138         pud_val(pud) &= ~_REGION3_ENTRY_WRITE;
1139         pud_val(pud) |= _REGION_ENTRY_PROTECT;
1140         return pud;
1141 }
1142
1143 static inline pud_t pud_mkwrite(pud_t pud)
1144 {
1145         pud_val(pud) |= _REGION3_ENTRY_WRITE;
1146         if (pud_large(pud) && !(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_DIRTY))
1147                 return pud;
1148         pud_val(pud) &= ~_REGION_ENTRY_PROTECT;
1149         return pud;
1150 }
1151
1152 static inline pud_t pud_mkclean(pud_t pud)
1153 {
1154         if (pud_large(pud)) {
1155                 pud_val(pud) &= ~_REGION3_ENTRY_DIRTY;
1156                 pud_val(pud) |= _REGION_ENTRY_PROTECT;
1157         }
1158         return pud;
1159 }
1160
1161 static inline pud_t pud_mkdirty(pud_t pud)
1162 {
1163         if (pud_large(pud)) {
1164                 pud_val(pud) |= _REGION3_ENTRY_DIRTY |
1165                                 _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1166                 if (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_WRITE)
1167                         pud_val(pud) &= ~_REGION_ENTRY_PROTECT;
1168         }
1169         return pud;
1170 }
1171
1172 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1173 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1174 {
1175         /*
1176          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_READ, or PAGE_WRITE (see __Pxxx / __Sxxx)
1177          * Convert to segment table entry format.
1178          */
1179         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1180                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1181         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_READ))
1182                 return pgprot_val(SEGMENT_READ);
1183         return pgprot_val(SEGMENT_WRITE);
1184 }
1185
1186 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1187 {
1188         if (pmd_large(pmd)) {
1189                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1190                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ)
1191                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1192         }
1193         return pmd;
1194 }
1195
1196 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1197 {
1198         if (pmd_large(pmd)) {
1199                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1200                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1201         }
1202         return pmd;
1203 }
1204
1205 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1206 {
1207         if (pmd_large(pmd)) {
1208                 pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE |
1209                         _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | _SEGMENT_ENTRY_YOUNG |
1210                         _SEGMENT_ENTRY_LARGE | _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1211                 pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1212                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1213                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1214                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG))
1215                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1216                 return pmd;
1217         }
1218         pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
1219         pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1220         return pmd;
1221 }
1222
1223 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1224 {
1225         pmd_t __pmd;
1226         pmd_val(__pmd) = physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot);
1227         return __pmd;
1228 }
1229
1230 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1231
1232 static inline void __pmdp_csp(pmd_t *pmdp)
1233 {
1234         csp((unsigned int *)pmdp + 1, pmd_val(*pmdp),
1235             pmd_val(*pmdp) | _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1236 }
1237
1238 #define IDTE_GLOBAL     0
1239 #define IDTE_LOCAL      1
1240
1241 static inline void __pmdp_idte(unsigned long address, pmd_t *pmdp, int local)
1242 {
1243         unsigned long sto;
1244
1245         sto = (unsigned long) pmdp - pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1246         asm volatile(
1247                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%[r1],%[r2],0,%[m4]"
1248                 : "+m" (*pmdp)
1249                 : [r1] "a" (sto), [r2] "a" ((address & HPAGE_MASK)),
1250                   [m4] "i" (local)
1251                 : "cc" );
1252 }
1253
1254 static inline void __pudp_idte(unsigned long address, pud_t *pudp, int local)
1255 {
1256         unsigned long r3o;
1257
1258         r3o = (unsigned long) pudp - pud_index(address) * sizeof(pud_t);
1259         r3o |= _ASCE_TYPE_REGION3;
1260         asm volatile(
1261                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%[r1],%[r2],0,%[m4]"
1262                 : "+m" (*pudp)
1263                 : [r1] "a" (r3o), [r2] "a" ((address & PUD_MASK)),
1264                   [m4] "i" (local)
1265                 : "cc");
1266 }
1267
1268 pmd_t pmdp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1269 pmd_t pmdp_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1270 pud_t pudp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pud_t *, pud_t);
1271
1272 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1273
1274 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1275 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1276                                 pgtable_t pgtable);
1277
1278 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1279 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
1280
1281 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
1282 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1283                                         unsigned long addr, pmd_t *pmdp,
1284                                         pmd_t entry, int dirty)
1285 {
1286         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1287
1288         entry = pmd_mkyoung(entry);
1289         if (dirty)
1290                 entry = pmd_mkdirty(entry);
1291         if (pmd_val(*pmdp) == pmd_val(entry))
1292                 return 0;
1293         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, entry);
1294         return 1;
1295 }
1296
1297 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1298 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1299                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1300 {
1301         pmd_t pmd = *pmdp;
1302
1303         pmd = pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, pmd_mkold(pmd));
1304         return pmd_young(pmd);
1305 }
1306
1307 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1308 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1309                                          unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1310 {
1311         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1312         return pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmdp);
1313 }
1314
1315 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1316                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1317 {
1318         *pmdp = entry;
1319 }
1320
1321 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1322 {
1323         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1324         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1325         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1326         return pmd;
1327 }
1328
1329 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1330 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1331                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1332 {
1333         return pmdp_xchg_direct(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1334 }
1335
1336 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
1337 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1338                                                  unsigned long addr,
1339                                                  pmd_t *pmdp, int full)
1340 {
1341         if (full) {
1342                 pmd_t pmd = *pmdp;
1343                 *pmdp = __pmd(_SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1344                 return pmd;
1345         }
1346         return pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1347 }
1348
1349 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
1350 static inline pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1351                                           unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1352 {
1353         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, pmdp);
1354 }
1355
1356 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1357 static inline void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1358                                    unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1359 {
1360         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1361 }
1362
1363 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1364 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1365                                       unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1366 {
1367         pmd_t pmd = *pmdp;
1368
1369         if (pmd_write(pmd))
1370                 pmd = pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1371 }
1372
1373 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
1374                                         unsigned long address,
1375                                         pmd_t *pmdp)
1376 {
1377         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1378 }
1379 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
1380
1381 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1382 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1383
1384 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1385 {
1386         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1387 }
1388
1389 #define has_transparent_hugepage has_transparent_hugepage
1390 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1391 {
1392         return MACHINE_HAS_HPAGE ? 1 : 0;
1393 }
1394 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1395
1396 /*
1397  * 64 bit swap entry format:
1398  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1399  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise a specification
1400  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1401  * specification exception has the bad habit not to store necessary
1402  * information in the lowcore.
1403  * Bits 54 and 63 are used to indicate the page type.
1404  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x201) == 0x200
1405  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-62 to store type and offset.
1406  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 52 bits from 0-51
1407  * for the offset.
1408  * |                      offset                        |01100|type |00|
1409  * |0000000000111111111122222222223333333333444444444455|55555|55566|66|
1410  * |0123456789012345678901234567890123456789012345678901|23456|78901|23|
1411  */
1412
1413 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << 52) - 1)
1414 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      12
1415 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << 5) - 1)
1416 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
1417
1418 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1419 {
1420         pte_t pte;
1421
1422         pte_val(pte) = _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT;
1423         pte_val(pte) |= (offset & __SWP_OFFSET_MASK) << __SWP_OFFSET_SHIFT;
1424         pte_val(pte) |= (type & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT;
1425         return pte;
1426 }
1427
1428 static inline unsigned long __swp_type(swp_entry_t entry)
1429 {
1430         return (entry.val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK;
1431 }
1432
1433 static inline unsigned long __swp_offset(swp_entry_t entry)
1434 {
1435         return (entry.val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK;
1436 }
1437
1438 static inline swp_entry_t __swp_entry(unsigned long type, unsigned long offset)
1439 {
1440         return (swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte(type, offset)) };
1441 }
1442
1443 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1444 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1445
1446 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1447
1448 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1449
1450 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1451 extern int vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1452 extern int s390_enable_sie(void);
1453 extern int s390_enable_skey(void);
1454 extern void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm);
1455
1456 /* s390 has a private copy of get unmapped area to deal with cache synonyms */
1457 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
1458 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
1459
1460 /*
1461  * No page table caches to initialise
1462  */
1463 static inline void pgtable_cache_init(void) { }
1464 static inline void check_pgt_cache(void) { }
1465
1466 #include <asm-generic/pgtable.h>
1467
1468 #endif /* _S390_PAGE_H */