Merge branch 'for-upstream' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/bluetoot...
[cascardo/linux.git] / arch / s390 / include / asm / pgtable.h
1 /*
2  *  S390 version
3  *    Copyright IBM Corp. 1999, 2000
4  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
5  *               Ulrich Weigand (weigand@de.ibm.com)
6  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
7  *
8  *  Derived from "include/asm-i386/pgtable.h"
9  */
10
11 #ifndef _ASM_S390_PGTABLE_H
12 #define _ASM_S390_PGTABLE_H
13
14 /*
15  * The Linux memory management assumes a three-level page table setup. For
16  * s390 31 bit we "fold" the mid level into the top-level page table, so
17  * that we physically have the same two-level page table as the s390 mmu
18  * expects in 31 bit mode. For s390 64 bit we use three of the five levels
19  * the hardware provides (region first and region second tables are not
20  * used).
21  *
22  * The "pgd_xxx()" functions are trivial for a folded two-level
23  * setup: the pgd is never bad, and a pmd always exists (as it's folded
24  * into the pgd entry)
25  *
26  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
27  * the S390 page table tree.
28  */
29 #ifndef __ASSEMBLY__
30 #include <linux/sched.h>
31 #include <linux/mm_types.h>
32 #include <linux/page-flags.h>
33 #include <asm/bug.h>
34 #include <asm/page.h>
35
36 extern pgd_t swapper_pg_dir[] __attribute__ ((aligned (4096)));
37 extern void paging_init(void);
38 extern void vmem_map_init(void);
39
40 /*
41  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
42  * tables contain all the necessary information.
43  */
44 #define update_mmu_cache(vma, address, ptep)     do { } while (0)
45 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, ptep) do { } while (0)
46
47 /*
48  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero; used
49  * for zero-mapped memory areas etc..
50  */
51
52 extern unsigned long empty_zero_page;
53 extern unsigned long zero_page_mask;
54
55 #define ZERO_PAGE(vaddr) \
56         (virt_to_page((void *)(empty_zero_page + \
57          (((unsigned long)(vaddr)) &zero_page_mask))))
58 #define __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
59
60 /* TODO: s390 cannot support io_remap_pfn_range... */
61 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
62
63 /*
64  * PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
65  * table can map
66  * PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map
67  */
68 #ifndef CONFIG_64BIT
69 # define PMD_SHIFT      20
70 # define PUD_SHIFT      20
71 # define PGDIR_SHIFT    20
72 #else /* CONFIG_64BIT */
73 # define PMD_SHIFT      20
74 # define PUD_SHIFT      31
75 # define PGDIR_SHIFT    42
76 #endif /* CONFIG_64BIT */
77
78 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
79 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
80 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
81 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
82 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
83 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
84
85 /*
86  * entries per page directory level: the S390 is two-level, so
87  * we don't really have any PMD directory physically.
88  * for S390 segment-table entries are combined to one PGD
89  * that leads to 1024 pte per pgd
90  */
91 #define PTRS_PER_PTE    256
92 #ifndef CONFIG_64BIT
93 #define PTRS_PER_PMD    1
94 #define PTRS_PER_PUD    1
95 #else /* CONFIG_64BIT */
96 #define PTRS_PER_PMD    2048
97 #define PTRS_PER_PUD    2048
98 #endif /* CONFIG_64BIT */
99 #define PTRS_PER_PGD    2048
100
101 #define FIRST_USER_ADDRESS  0
102
103 #define pte_ERROR(e) \
104         printk("%s:%d: bad pte %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pte_val(e))
105 #define pmd_ERROR(e) \
106         printk("%s:%d: bad pmd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pmd_val(e))
107 #define pud_ERROR(e) \
108         printk("%s:%d: bad pud %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pud_val(e))
109 #define pgd_ERROR(e) \
110         printk("%s:%d: bad pgd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pgd_val(e))
111
112 #ifndef __ASSEMBLY__
113 /*
114  * The vmalloc and module area will always be on the topmost area of the kernel
115  * mapping. We reserve 96MB (31bit) / 128GB (64bit) for vmalloc and modules.
116  * On 64 bit kernels we have a 2GB area at the top of the vmalloc area where
117  * modules will reside. That makes sure that inter module branches always
118  * happen without trampolines and in addition the placement within a 2GB frame
119  * is branch prediction unit friendly.
120  */
121 extern unsigned long VMALLOC_START;
122 extern unsigned long VMALLOC_END;
123 extern struct page *vmemmap;
124
125 #define VMEM_MAX_PHYS ((unsigned long) vmemmap)
126
127 #ifdef CONFIG_64BIT
128 extern unsigned long MODULES_VADDR;
129 extern unsigned long MODULES_END;
130 #define MODULES_VADDR   MODULES_VADDR
131 #define MODULES_END     MODULES_END
132 #define MODULES_LEN     (1UL << 31)
133 #endif
134
135 /*
136  * A 31 bit pagetable entry of S390 has following format:
137  *  |   PFRA          |    |  OS  |
138  * 0                   0IP0
139  * 00000000001111111111222222222233
140  * 01234567890123456789012345678901
141  *
142  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
143  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
144  *
145  * A 31 bit segmenttable entry of S390 has following format:
146  *  |   P-table origin      |  |PTL
147  * 0                         IC
148  * 00000000001111111111222222222233
149  * 01234567890123456789012345678901
150  *
151  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
152  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
153  * PTL Page-Table-Length:    Page-table length (PTL+1*16 entries -> up to 256)
154  *
155  * The 31 bit segmenttable origin of S390 has following format:
156  *
157  *  |S-table origin   |     | STL |
158  * X                   **GPS
159  * 00000000001111111111222222222233
160  * 01234567890123456789012345678901
161  *
162  * X Space-Switch event:
163  * G Segment-Invalid Bit:     *
164  * P Private-Space Bit:       Segment is not private (PoP 3-30)
165  * S Storage-Alteration:
166  * STL Segment-Table-Length:  Segment-table length (STL+1*16 entries -> up to 2048)
167  *
168  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
169  * |                     PFRA                         |0IPC|  OS  |
170  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
171  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
172  *
173  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
174  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
175  * C Change-bit override: HW is not required to set change bit
176  *
177  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
178  * |        P-table origin                              |      TT
179  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
180  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
181  *
182  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
183  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
184  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
185  * TT Type 00
186  *
187  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
188  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
189  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
190  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
191  *
192  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
193  * TT Type 01
194  * TF
195  * TL Table length
196  *
197  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
198  * |      region table origon                          |       DTTL
199  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
200  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
201  *
202  * X Space-Switch event:
203  * G Segment-Invalid Bit:  
204  * P Private-Space Bit:    
205  * S Storage-Alteration:
206  * R Real space
207  * TL Table-Length:
208  *
209  * A storage key has the following format:
210  * | ACC |F|R|C|0|
211  *  0   3 4 5 6 7
212  * ACC: access key
213  * F  : fetch protection bit
214  * R  : referenced bit
215  * C  : changed bit
216  */
217
218 /* Hardware bits in the page table entry */
219 #define _PAGE_CO        0x100           /* HW Change-bit override */
220 #define _PAGE_PROTECT   0x200           /* HW read-only bit  */
221 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
222 #define _PAGE_LARGE     0x800           /* Bit to mark a large pte */
223
224 /* Software bits in the page table entry */
225 #define _PAGE_PRESENT   0x001           /* SW pte present bit */
226 #define _PAGE_TYPE      0x002           /* SW pte type bit */
227 #define _PAGE_YOUNG     0x004           /* SW pte young bit */
228 #define _PAGE_DIRTY     0x008           /* SW pte dirty bit */
229 #define _PAGE_READ      0x010           /* SW pte read bit */
230 #define _PAGE_WRITE     0x020           /* SW pte write bit */
231 #define _PAGE_SPECIAL   0x040           /* SW associated with special page */
232 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
233
234 /* Set of bits not changed in pte_modify */
235 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_CO | \
236                                  _PAGE_DIRTY | _PAGE_YOUNG)
237
238 /*
239  * handle_pte_fault uses pte_present, pte_none and pte_file to find out the
240  * pte type WITHOUT holding the page table lock. The _PAGE_PRESENT bit
241  * is used to distinguish present from not-present ptes. It is changed only
242  * with the page table lock held.
243  *
244  * The following table gives the different possible bit combinations for
245  * the pte hardware and software bits in the last 12 bits of a pte:
246  *
247  *                              842100000000
248  *                              000084210000
249  *                              000000008421
250  *                              .IR...wrdytp
251  * empty                        .10...000000
252  * swap                         .10...xxxx10
253  * file                         .11...xxxxx0
254  * prot-none, clean, old        .11...000001
255  * prot-none, clean, young      .11...000101
256  * prot-none, dirty, old        .10...001001
257  * prot-none, dirty, young      .10...001101
258  * read-only, clean, old        .11...010001
259  * read-only, clean, young      .01...010101
260  * read-only, dirty, old        .11...011001
261  * read-only, dirty, young      .01...011101
262  * read-write, clean, old       .11...110001
263  * read-write, clean, young     .01...110101
264  * read-write, dirty, old       .10...111001
265  * read-write, dirty, young     .00...111101
266  *
267  * pte_present is true for the bit pattern .xx...xxxxx1, (pte & 0x001) == 0x001
268  * pte_none    is true for the bit pattern .10...xxxx00, (pte & 0x603) == 0x400
269  * pte_file    is true for the bit pattern .11...xxxxx0, (pte & 0x601) == 0x600
270  * pte_swap    is true for the bit pattern .10...xxxx10, (pte & 0x603) == 0x402
271  */
272
273 #ifndef CONFIG_64BIT
274
275 /* Bits in the segment table address-space-control-element */
276 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x80000000UL    /* space switch event       */
277 #define _ASCE_ORIGIN_MASK       0x7ffff000UL    /* segment table origin     */
278 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
279 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
280 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x7f    /* 128 x 64 entries = 8k            */
281
282 /* Bits in the segment table entry */
283 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS     0x7fffffffUL    /* Valid segment table bits */
284 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   0x7fffffc0UL    /* page table origin        */
285 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* page protection bit              */
286 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
287 #define _SEGMENT_ENTRY_COMMON   0x10    /* common segment bit               */
288 #define _SEGMENT_ENTRY_PTL      0x0f    /* page table length                */
289 #define _SEGMENT_ENTRY_NONE     _SEGMENT_ENTRY_PROTECT
290
291 #define _SEGMENT_ENTRY          (_SEGMENT_ENTRY_PTL)
292 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
293
294 /*
295  * Segment table entry encoding (I = invalid, R = read-only bit):
296  *              ..R...I.....
297  * prot-none    ..1...1.....
298  * read-only    ..1...0.....
299  * read-write   ..0...0.....
300  * empty        ..0...1.....
301  */
302
303 /* Page status table bits for virtualization */
304 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf0000000UL
305 #define PGSTE_FP_BIT    0x08000000UL
306 #define PGSTE_PCL_BIT   0x00800000UL
307 #define PGSTE_HR_BIT    0x00400000UL
308 #define PGSTE_HC_BIT    0x00200000UL
309 #define PGSTE_GR_BIT    0x00040000UL
310 #define PGSTE_GC_BIT    0x00020000UL
311 #define PGSTE_IN_BIT    0x00008000UL    /* IPTE notify bit */
312
313 #else /* CONFIG_64BIT */
314
315 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
316 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
317 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
318 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
319 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
320 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
321 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
322 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
323 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
324 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
325 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
326 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
327
328 /* Bits in the region table entry */
329 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
330 #define _REGION_ENTRY_PROTECT   0x200   /* region protection bit            */
331 #define _REGION_ENTRY_INVALID   0x20    /* invalid region table entry       */
332 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
333 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
334 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
335 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
336 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
337
338 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
339 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INVALID)
340 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
341 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INVALID)
342 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
343 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INVALID)
344
345 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x400   /* RTTE-format control, large page  */
346 #define _REGION3_ENTRY_RO       0x200   /* page protection bit              */
347 #define _REGION3_ENTRY_CO       0x100   /* change-recording override        */
348
349 /* Bits in the segment table entry */
350 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS     0xfffffffffffffe33UL
351 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE 0xfffffffffff1ff33UL
352 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
353 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
354 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* page protection bit              */
355 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
356
357 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
358 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
359
360 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x400   /* STE-format control, large page   */
361 #define _SEGMENT_ENTRY_CO       0x100   /* change-recording override   */
362 #define _SEGMENT_ENTRY_SPLIT    0x001   /* THP splitting bit */
363 #define _SEGMENT_ENTRY_YOUNG    0x002   /* SW segment young bit */
364 #define _SEGMENT_ENTRY_NONE     _SEGMENT_ENTRY_YOUNG
365
366 /*
367  * Segment table entry encoding (R = read-only, I = invalid, y = young bit):
368  *                      ..R...I...y.
369  * prot-none, old       ..0...1...1.
370  * prot-none, young     ..1...1...1.
371  * read-only, old       ..1...1...0.
372  * read-only, young     ..1...0...1.
373  * read-write, old      ..0...1...0.
374  * read-write, young    ..0...0...1.
375  * The segment table origin is used to distinguish empty (origin==0) from
376  * read-write, old segment table entries (origin!=0)
377  */
378
379 #define _SEGMENT_ENTRY_SPLIT_BIT 0      /* THP splitting bit number */
380
381 /* Set of bits not changed in pmd_modify */
382 #define _SEGMENT_CHG_MASK       (_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN | _SEGMENT_ENTRY_LARGE \
383                                  | _SEGMENT_ENTRY_SPLIT | _SEGMENT_ENTRY_CO)
384
385 /* Page status table bits for virtualization */
386 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf000000000000000UL
387 #define PGSTE_FP_BIT    0x0800000000000000UL
388 #define PGSTE_PCL_BIT   0x0080000000000000UL
389 #define PGSTE_HR_BIT    0x0040000000000000UL
390 #define PGSTE_HC_BIT    0x0020000000000000UL
391 #define PGSTE_GR_BIT    0x0004000000000000UL
392 #define PGSTE_GC_BIT    0x0002000000000000UL
393 #define PGSTE_IN_BIT    0x0000800000000000UL    /* IPTE notify bit */
394
395 #endif /* CONFIG_64BIT */
396
397 /*
398  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
399  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
400  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
401  */
402 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
403                                  _ASCE_ALT_EVENT)
404
405 /*
406  * Page protection definitions.
407  */
408 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_INVALID)
409 #define PAGE_READ       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
410                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
411 #define PAGE_WRITE      __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
412                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
413
414 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
415                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
416 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
417                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
418 #define PAGE_KERNEL_RO  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_YOUNG | \
419                                  _PAGE_PROTECT)
420
421 /*
422  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
423  * Read permission implies execute permission and write permission
424  * implies read permission.
425  */
426          /*xwr*/
427 #define __P000  PAGE_NONE
428 #define __P001  PAGE_READ
429 #define __P010  PAGE_READ
430 #define __P011  PAGE_READ
431 #define __P100  PAGE_READ
432 #define __P101  PAGE_READ
433 #define __P110  PAGE_READ
434 #define __P111  PAGE_READ
435
436 #define __S000  PAGE_NONE
437 #define __S001  PAGE_READ
438 #define __S010  PAGE_WRITE
439 #define __S011  PAGE_WRITE
440 #define __S100  PAGE_READ
441 #define __S101  PAGE_READ
442 #define __S110  PAGE_WRITE
443 #define __S111  PAGE_WRITE
444
445 /*
446  * Segment entry (large page) protection definitions.
447  */
448 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
449                                  _SEGMENT_ENTRY_NONE)
450 #define SEGMENT_READ    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
451                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
452 #define SEGMENT_WRITE   __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
453
454 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
455 {
456 #ifdef CONFIG_PGSTE
457         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
458                 return 1;
459 #endif
460         return 0;
461 }
462 /*
463  * pgd/pmd/pte query functions
464  */
465 #ifndef CONFIG_64BIT
466
467 static inline int pgd_present(pgd_t pgd) { return 1; }
468 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)    { return 0; }
469 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)     { return 0; }
470
471 static inline int pud_present(pud_t pud) { return 1; }
472 static inline int pud_none(pud_t pud)    { return 0; }
473 static inline int pud_large(pud_t pud)   { return 0; }
474 static inline int pud_bad(pud_t pud)     { return 0; }
475
476 #else /* CONFIG_64BIT */
477
478 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
479 {
480         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
481                 return 1;
482         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
483 }
484
485 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
486 {
487         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
488                 return 0;
489         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
490 }
491
492 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
493 {
494         /*
495          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
496          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
497          * invalid for either table entry.
498          */
499         unsigned long mask =
500                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
501                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
502         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
503 }
504
505 static inline int pud_present(pud_t pud)
506 {
507         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
508                 return 1;
509         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
510 }
511
512 static inline int pud_none(pud_t pud)
513 {
514         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
515                 return 0;
516         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
517 }
518
519 static inline int pud_large(pud_t pud)
520 {
521         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
522                 return 0;
523         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
524 }
525
526 static inline int pud_bad(pud_t pud)
527 {
528         /*
529          * With dynamic page table levels the pud can be a region table
530          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
531          * invalid for either table entry.
532          */
533         unsigned long mask =
534                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
535                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
536         return (pud_val(pud) & mask) != 0;
537 }
538
539 #endif /* CONFIG_64BIT */
540
541 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
542 {
543         return pmd_val(pmd) != _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
544 }
545
546 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
547 {
548         return pmd_val(pmd) == _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
549 }
550
551 static inline int pmd_large(pmd_t pmd)
552 {
553 #ifdef CONFIG_64BIT
554         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) != 0;
555 #else
556         return 0;
557 #endif
558 }
559
560 static inline int pmd_prot_none(pmd_t pmd)
561 {
562         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_INVALID) &&
563                 (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_NONE);
564 }
565
566 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
567 {
568 #ifdef CONFIG_64BIT
569         if (pmd_large(pmd))
570                 return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
571 #endif
572         return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS) != 0;
573 }
574
575 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SPLITTING_FLUSH
576 extern void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma,
577                                  unsigned long addr, pmd_t *pmdp);
578
579 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
580 extern int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
581                                  unsigned long address, pmd_t *pmdp,
582                                  pmd_t entry, int dirty);
583
584 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
585 extern int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
586                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp);
587
588 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
589 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
590 {
591         if (pmd_prot_none(pmd))
592                 return 0;
593         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_PROTECT) == 0;
594 }
595
596 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
597 {
598         int young = 0;
599 #ifdef CONFIG_64BIT
600         if (pmd_prot_none(pmd))
601                 young = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_PROTECT) != 0;
602         else
603                 young = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG) != 0;
604 #endif
605         return young;
606 }
607
608 static inline int pte_present(pte_t pte)
609 {
610         /* Bit pattern: (pte & 0x001) == 0x001 */
611         return (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT) != 0;
612 }
613
614 static inline int pte_none(pte_t pte)
615 {
616         /* Bit pattern: pte == 0x400 */
617         return pte_val(pte) == _PAGE_INVALID;
618 }
619
620 static inline int pte_file(pte_t pte)
621 {
622         /* Bit pattern: (pte & 0x601) == 0x600 */
623         return (pte_val(pte) & (_PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT | _PAGE_PRESENT))
624                 == (_PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT);
625 }
626
627 static inline int pte_special(pte_t pte)
628 {
629         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
630 }
631
632 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
633 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
634 {
635         return pte_val(a) == pte_val(b);
636 }
637
638 static inline pgste_t pgste_get_lock(pte_t *ptep)
639 {
640         unsigned long new = 0;
641 #ifdef CONFIG_PGSTE
642         unsigned long old;
643
644         preempt_disable();
645         asm(
646                 "       lg      %0,%2\n"
647                 "0:     lgr     %1,%0\n"
648                 "       nihh    %0,0xff7f\n"    /* clear PCL bit in old */
649                 "       oihh    %1,0x0080\n"    /* set PCL bit in new */
650                 "       csg     %0,%1,%2\n"
651                 "       jl      0b\n"
652                 : "=&d" (old), "=&d" (new), "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
653                 : "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE]) : "cc", "memory");
654 #endif
655         return __pgste(new);
656 }
657
658 static inline void pgste_set_unlock(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
659 {
660 #ifdef CONFIG_PGSTE
661         asm(
662                 "       nihh    %1,0xff7f\n"    /* clear PCL bit */
663                 "       stg     %1,%0\n"
664                 : "=Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
665                 : "d" (pgste_val(pgste)), "Q" (ptep[PTRS_PER_PTE])
666                 : "cc", "memory");
667         preempt_enable();
668 #endif
669 }
670
671 static inline pgste_t pgste_get(pte_t *ptep)
672 {
673         unsigned long pgste = 0;
674 #ifdef CONFIG_PGSTE
675         pgste = *(unsigned long *)(ptep + PTRS_PER_PTE);
676 #endif
677         return __pgste(pgste);
678 }
679
680 static inline void pgste_set(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
681 {
682 #ifdef CONFIG_PGSTE
683         *(pgste_t *)(ptep + PTRS_PER_PTE) = pgste;
684 #endif
685 }
686
687 static inline pgste_t pgste_update_all(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
688 {
689 #ifdef CONFIG_PGSTE
690         unsigned long address, bits, skey;
691
692         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
693                 return pgste;
694         address = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
695         skey = (unsigned long) page_get_storage_key(address);
696         bits = skey & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED);
697         if (!(pgste_val(pgste) & PGSTE_HC_BIT) && (bits & _PAGE_CHANGED)) {
698                 /* Transfer dirty + referenced bit to host bits in pgste */
699                 pgste_val(pgste) |= bits << 52;
700                 page_set_storage_key(address, skey ^ bits, 0);
701         } else if (!(pgste_val(pgste) & PGSTE_HR_BIT) &&
702                    (bits & _PAGE_REFERENCED)) {
703                 /* Transfer referenced bit to host bit in pgste */
704                 pgste_val(pgste) |= PGSTE_HR_BIT;
705                 page_reset_referenced(address);
706         }
707         /* Transfer page changed & referenced bit to guest bits in pgste */
708         pgste_val(pgste) |= bits << 48;         /* GR bit & GC bit */
709         /* Copy page access key and fetch protection bit to pgste */
710         pgste_val(pgste) &= ~(PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT);
711         pgste_val(pgste) |= (skey & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT)) << 56;
712 #endif
713         return pgste;
714
715 }
716
717 static inline pgste_t pgste_update_young(pte_t *ptep, pgste_t pgste)
718 {
719 #ifdef CONFIG_PGSTE
720         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)
721                 return pgste;
722         /* Get referenced bit from storage key */
723         if (page_reset_referenced(pte_val(*ptep) & PAGE_MASK))
724                 pgste_val(pgste) |= PGSTE_HR_BIT | PGSTE_GR_BIT;
725 #endif
726         return pgste;
727 }
728
729 static inline void pgste_set_key(pte_t *ptep, pgste_t pgste, pte_t entry)
730 {
731 #ifdef CONFIG_PGSTE
732         unsigned long address;
733         unsigned long nkey;
734
735         if (pte_val(entry) & _PAGE_INVALID)
736                 return;
737         VM_BUG_ON(!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID));
738         address = pte_val(entry) & PAGE_MASK;
739         /*
740          * Set page access key and fetch protection bit from pgste.
741          * The guest C/R information is still in the PGSTE, set real
742          * key C/R to 0.
743          */
744         nkey = (pgste_val(pgste) & (PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT)) >> 56;
745         page_set_storage_key(address, nkey, 0);
746 #endif
747 }
748
749 static inline void pgste_set_pte(pte_t *ptep, pte_t entry)
750 {
751         if (!MACHINE_HAS_ESOP &&
752             (pte_val(entry) & _PAGE_PRESENT) &&
753             (pte_val(entry) & _PAGE_WRITE)) {
754                 /*
755                  * Without enhanced suppression-on-protection force
756                  * the dirty bit on for all writable ptes.
757                  */
758                 pte_val(entry) |= _PAGE_DIRTY;
759                 pte_val(entry) &= ~_PAGE_PROTECT;
760         }
761         *ptep = entry;
762 }
763
764 /**
765  * struct gmap_struct - guest address space
766  * @mm: pointer to the parent mm_struct
767  * @table: pointer to the page directory
768  * @asce: address space control element for gmap page table
769  * @crst_list: list of all crst tables used in the guest address space
770  */
771 struct gmap {
772         struct list_head list;
773         struct mm_struct *mm;
774         unsigned long *table;
775         unsigned long asce;
776         void *private;
777         struct list_head crst_list;
778 };
779
780 /**
781  * struct gmap_rmap - reverse mapping for segment table entries
782  * @gmap: pointer to the gmap_struct
783  * @entry: pointer to a segment table entry
784  * @vmaddr: virtual address in the guest address space
785  */
786 struct gmap_rmap {
787         struct list_head list;
788         struct gmap *gmap;
789         unsigned long *entry;
790         unsigned long vmaddr;
791 };
792
793 /**
794  * struct gmap_pgtable - gmap information attached to a page table
795  * @vmaddr: address of the 1MB segment in the process virtual memory
796  * @mapper: list of segment table entries mapping a page table
797  */
798 struct gmap_pgtable {
799         unsigned long vmaddr;
800         struct list_head mapper;
801 };
802
803 /**
804  * struct gmap_notifier - notify function block for page invalidation
805  * @notifier_call: address of callback function
806  */
807 struct gmap_notifier {
808         struct list_head list;
809         void (*notifier_call)(struct gmap *gmap, unsigned long address);
810 };
811
812 struct gmap *gmap_alloc(struct mm_struct *mm);
813 void gmap_free(struct gmap *gmap);
814 void gmap_enable(struct gmap *gmap);
815 void gmap_disable(struct gmap *gmap);
816 int gmap_map_segment(struct gmap *gmap, unsigned long from,
817                      unsigned long to, unsigned long len);
818 int gmap_unmap_segment(struct gmap *gmap, unsigned long to, unsigned long len);
819 unsigned long __gmap_translate(unsigned long address, struct gmap *);
820 unsigned long gmap_translate(unsigned long address, struct gmap *);
821 unsigned long __gmap_fault(unsigned long address, struct gmap *);
822 unsigned long gmap_fault(unsigned long address, struct gmap *);
823 void gmap_discard(unsigned long from, unsigned long to, struct gmap *);
824
825 void gmap_register_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
826 void gmap_unregister_ipte_notifier(struct gmap_notifier *);
827 int gmap_ipte_notify(struct gmap *, unsigned long start, unsigned long len);
828 void gmap_do_ipte_notify(struct mm_struct *, unsigned long addr, pte_t *);
829
830 static inline pgste_t pgste_ipte_notify(struct mm_struct *mm,
831                                         unsigned long addr,
832                                         pte_t *ptep, pgste_t pgste)
833 {
834 #ifdef CONFIG_PGSTE
835         if (pgste_val(pgste) & PGSTE_IN_BIT) {
836                 pgste_val(pgste) &= ~PGSTE_IN_BIT;
837                 gmap_do_ipte_notify(mm, addr, ptep);
838         }
839 #endif
840         return pgste;
841 }
842
843 /*
844  * Certain architectures need to do special things when PTEs
845  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
846  * hook is made available.
847  */
848 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
849                               pte_t *ptep, pte_t entry)
850 {
851         pgste_t pgste;
852
853         if (mm_has_pgste(mm)) {
854                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
855                 pgste_set_key(ptep, pgste, entry);
856                 pgste_set_pte(ptep, entry);
857                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
858         } else {
859                 if (!(pte_val(entry) & _PAGE_INVALID) && MACHINE_HAS_EDAT1)
860                         pte_val(entry) |= _PAGE_CO;
861                 *ptep = entry;
862         }
863 }
864
865 /*
866  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
867  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
868  */
869 static inline int pte_write(pte_t pte)
870 {
871         return (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE) != 0;
872 }
873
874 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
875 {
876         return (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) != 0;
877 }
878
879 static inline int pte_young(pte_t pte)
880 {
881         return (pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) != 0;
882 }
883
884 /*
885  * pgd/pmd/pte modification functions
886  */
887
888 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
889 {
890 #ifdef CONFIG_64BIT
891         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
892                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
893 #endif
894 }
895
896 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
897 {
898 #ifdef CONFIG_64BIT
899         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
900                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
901 #endif
902 }
903
904 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
905 {
906         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
907 }
908
909 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
910 {
911         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
912 }
913
914 /*
915  * The following pte modification functions only work if
916  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
917  */
918 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
919 {
920         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
921         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
922         /*
923          * newprot for PAGE_NONE, PAGE_READ and PAGE_WRITE has the
924          * invalid bit set, clear it again for readable, young pages
925          */
926         if ((pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) && (pte_val(pte) & _PAGE_READ))
927                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
928         /*
929          * newprot for PAGE_READ and PAGE_WRITE has the page protection
930          * bit set, clear it again for writable, dirty pages
931          */
932         if ((pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
933                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
934         return pte;
935 }
936
937 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
938 {
939         pte_val(pte) &= ~_PAGE_WRITE;
940         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
941         return pte;
942 }
943
944 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
945 {
946         pte_val(pte) |= _PAGE_WRITE;
947         if (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY)
948                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
949         return pte;
950 }
951
952 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
953 {
954         pte_val(pte) &= ~_PAGE_DIRTY;
955         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
956         return pte;
957 }
958
959 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
960 {
961         pte_val(pte) |= _PAGE_DIRTY;
962         if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
963                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
964         return pte;
965 }
966
967 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
968 {
969         pte_val(pte) &= ~_PAGE_YOUNG;
970         pte_val(pte) |= _PAGE_INVALID;
971         return pte;
972 }
973
974 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
975 {
976         pte_val(pte) |= _PAGE_YOUNG;
977         if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
978                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
979         return pte;
980 }
981
982 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
983 {
984         pte_val(pte) |= _PAGE_SPECIAL;
985         return pte;
986 }
987
988 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
989 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
990 {
991         pte_val(pte) |= _PAGE_LARGE;
992         return pte;
993 }
994 #endif
995
996 /*
997  * Get (and clear) the user dirty bit for a pte.
998  */
999 static inline int ptep_test_and_clear_user_dirty(struct mm_struct *mm,
1000                                                  pte_t *ptep)
1001 {
1002         pgste_t pgste;
1003         int dirty = 0;
1004
1005         if (mm_has_pgste(mm)) {
1006                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1007                 pgste = pgste_update_all(ptep, pgste);
1008                 dirty = !!(pgste_val(pgste) & PGSTE_HC_BIT);
1009                 pgste_val(pgste) &= ~PGSTE_HC_BIT;
1010                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1011                 return dirty;
1012         }
1013         return dirty;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Get (and clear) the user referenced bit for a pte.
1018  */
1019 static inline int ptep_test_and_clear_user_young(struct mm_struct *mm,
1020                                                  pte_t *ptep)
1021 {
1022         pgste_t pgste;
1023         int young = 0;
1024
1025         if (mm_has_pgste(mm)) {
1026                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1027                 pgste = pgste_update_young(ptep, pgste);
1028                 young = !!(pgste_val(pgste) & PGSTE_HR_BIT);
1029                 pgste_val(pgste) &= ~PGSTE_HR_BIT;
1030                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1031         }
1032         return young;
1033 }
1034
1035 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep)
1036 {
1037         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)) {
1038 #ifndef CONFIG_64BIT
1039                 /* pto must point to the start of the segment table */
1040                 pte_t *pto = (pte_t *) (((unsigned long) ptep) & 0x7ffffc00);
1041 #else
1042                 /* ipte in zarch mode can do the math */
1043                 pte_t *pto = ptep;
1044 #endif
1045                 asm volatile(
1046                         "       ipte    %2,%3"
1047                         : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep),
1048                           "a" (pto), "a" (address));
1049         }
1050 }
1051
1052 static inline void ptep_flush_lazy(struct mm_struct *mm,
1053                                    unsigned long address, pte_t *ptep)
1054 {
1055         int active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
1056
1057         if (atomic_read(&mm->context.attach_count) > active)
1058                 __ptep_ipte(address, ptep);
1059         else
1060                 mm->context.flush_mm = 1;
1061 }
1062
1063 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1064 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1065                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
1066 {
1067         pgste_t pgste;
1068         pte_t pte;
1069         int young;
1070
1071         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1072                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1073                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, addr, ptep, pgste);
1074         }
1075
1076         pte = *ptep;
1077         __ptep_ipte(addr, ptep);
1078         young = pte_young(pte);
1079         pte = pte_mkold(pte);
1080
1081         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1082                 pgste_set_pte(ptep, pte);
1083                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1084         } else
1085                 *ptep = pte;
1086
1087         return young;
1088 }
1089
1090 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1091 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1092                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
1093 {
1094         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
1095 }
1096
1097 /*
1098  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
1099  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
1100  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
1101  * to modify an active pte. The sequence is
1102  *   1) ptep_get_and_clear
1103  *   2) set_pte_at
1104  *   3) flush_tlb_range
1105  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
1106  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
1107  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
1108  * is a nop.
1109  */
1110 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1111 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1112                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1113 {
1114         pgste_t pgste;
1115         pte_t pte;
1116
1117         if (mm_has_pgste(mm)) {
1118                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1119                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1120         }
1121
1122         pte = *ptep;
1123         ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1124         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1125
1126         if (mm_has_pgste(mm)) {
1127                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1128                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1129         }
1130         return pte;
1131 }
1132
1133 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1134 static inline pte_t ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
1135                                            unsigned long address,
1136                                            pte_t *ptep)
1137 {
1138         pgste_t pgste;
1139         pte_t pte;
1140
1141         if (mm_has_pgste(mm)) {
1142                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1143                 pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1144         }
1145
1146         pte = *ptep;
1147         ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1148         pte_val(*ptep) |= _PAGE_INVALID;
1149
1150         if (mm_has_pgste(mm)) {
1151                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1152                 pgste_set(ptep, pgste);
1153         }
1154         return pte;
1155 }
1156
1157 static inline void ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm,
1158                                            unsigned long address,
1159                                            pte_t *ptep, pte_t pte)
1160 {
1161         pgste_t pgste;
1162
1163         if (mm_has_pgste(mm)) {
1164                 pgste = pgste_get(ptep);
1165                 pgste_set_key(ptep, pgste, pte);
1166                 pgste_set_pte(ptep, pte);
1167                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1168         } else
1169                 *ptep = pte;
1170 }
1171
1172 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
1173 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1174                                      unsigned long address, pte_t *ptep)
1175 {
1176         pgste_t pgste;
1177         pte_t pte;
1178
1179         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1180                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1181                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1182         }
1183
1184         pte = *ptep;
1185         __ptep_ipte(address, ptep);
1186         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1187
1188         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1189                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1190                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1191         }
1192         return pte;
1193 }
1194
1195 /*
1196  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
1197  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
1198  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
1199  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
1200  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
1201  */
1202 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
1203 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1204                                             unsigned long address,
1205                                             pte_t *ptep, int full)
1206 {
1207         pgste_t pgste;
1208         pte_t pte;
1209
1210         if (!full && mm_has_pgste(mm)) {
1211                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1212                 pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1213         }
1214
1215         pte = *ptep;
1216         if (!full)
1217                 ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1218         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1219
1220         if (!full && mm_has_pgste(mm)) {
1221                 pgste = pgste_update_all(&pte, pgste);
1222                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1223         }
1224         return pte;
1225 }
1226
1227 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1228 static inline pte_t ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1229                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
1230 {
1231         pgste_t pgste;
1232         pte_t pte = *ptep;
1233
1234         if (pte_write(pte)) {
1235                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1236                         pgste = pgste_get_lock(ptep);
1237                         pgste = pgste_ipte_notify(mm, address, ptep, pgste);
1238                 }
1239
1240                 ptep_flush_lazy(mm, address, ptep);
1241                 pte = pte_wrprotect(pte);
1242
1243                 if (mm_has_pgste(mm)) {
1244                         pgste_set_pte(ptep, pte);
1245                         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1246                 } else
1247                         *ptep = pte;
1248         }
1249         return pte;
1250 }
1251
1252 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1253 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1254                                         unsigned long address, pte_t *ptep,
1255                                         pte_t entry, int dirty)
1256 {
1257         pgste_t pgste;
1258
1259         if (pte_same(*ptep, entry))
1260                 return 0;
1261         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1262                 pgste = pgste_get_lock(ptep);
1263                 pgste = pgste_ipte_notify(vma->vm_mm, address, ptep, pgste);
1264         }
1265
1266         __ptep_ipte(address, ptep);
1267
1268         if (mm_has_pgste(vma->vm_mm)) {
1269                 pgste_set_pte(ptep, entry);
1270                 pgste_set_unlock(ptep, pgste);
1271         } else
1272                 *ptep = entry;
1273         return 1;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1278  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1279  */
1280 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1281 {
1282         pte_t __pte;
1283         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
1284         return pte_mkyoung(__pte);
1285 }
1286
1287 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1288 {
1289         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1290         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1291
1292         if (pte_write(__pte) && PageDirty(page))
1293                 __pte = pte_mkdirty(__pte);
1294         return __pte;
1295 }
1296
1297 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1298 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1299 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1300 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
1301
1302 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
1303 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
1304
1305 #ifndef CONFIG_64BIT
1306
1307 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1308 #define pud_deref(pmd) ({ BUG(); 0UL; })
1309 #define pgd_deref(pmd) ({ BUG(); 0UL; })
1310
1311 #define pud_offset(pgd, address) ((pud_t *) pgd)
1312 #define pmd_offset(pud, address) ((pmd_t *) pud + pmd_index(address))
1313
1314 #else /* CONFIG_64BIT */
1315
1316 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1317 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1318 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1319
1320 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1321 {
1322         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
1323         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1324                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
1325         return pud  + pud_index(address);
1326 }
1327
1328 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
1329 {
1330         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
1331         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1332                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
1333         return pmd + pmd_index(address);
1334 }
1335
1336 #endif /* CONFIG_64BIT */
1337
1338 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
1339 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1340 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1341
1342 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT)
1343
1344 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
1345 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
1346 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
1347 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
1348 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
1349
1350 static inline void __pmd_idte(unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1351 {
1352         unsigned long sto = (unsigned long) pmdp -
1353                             pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1354
1355         if (!(pmd_val(*pmdp) & _SEGMENT_ENTRY_INVALID)) {
1356                 asm volatile(
1357                         "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,0"
1358                         : "=m" (*pmdp)
1359                         : "m" (*pmdp), "a" (sto),
1360                           "a" ((address & HPAGE_MASK))
1361                         : "cc"
1362                 );
1363         }
1364 }
1365
1366 static inline void __pmd_csp(pmd_t *pmdp)
1367 {
1368         register unsigned long reg2 asm("2") = pmd_val(*pmdp);
1369         register unsigned long reg3 asm("3") = pmd_val(*pmdp) |
1370                                                _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1371         register unsigned long reg4 asm("4") = ((unsigned long) pmdp) + 5;
1372
1373         asm volatile(
1374                 "       csp %1,%3"
1375                 : "=m" (*pmdp)
1376                 : "d" (reg2), "d" (reg3), "d" (reg4), "m" (*pmdp) : "cc");
1377 }
1378
1379 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1380 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1381 {
1382         /*
1383          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_READ, or PAGE_WRITE (see __Pxxx / __Sxxx)
1384          * Convert to segment table entry format.
1385          */
1386         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1387                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1388         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_READ))
1389                 return pgprot_val(SEGMENT_READ);
1390         return pgprot_val(SEGMENT_WRITE);
1391 }
1392
1393 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1394 {
1395 #ifdef CONFIG_64BIT
1396         if (pmd_prot_none(pmd)) {
1397                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1398         } else {
1399                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1400                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1401         }
1402 #endif
1403         return pmd;
1404 }
1405
1406 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1407 {
1408 #ifdef CONFIG_64BIT
1409         if (pmd_prot_none(pmd)) {
1410                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1411         } else {
1412                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1413                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1414         }
1415 #endif
1416         return pmd;
1417 }
1418
1419 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1420 {
1421         int young;
1422
1423         young = pmd_young(pmd);
1424         pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_CHG_MASK;
1425         pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1426         if (young)
1427                 pmd = pmd_mkyoung(pmd);
1428         return pmd;
1429 }
1430
1431 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1432 {
1433         pmd_t __pmd;
1434         pmd_val(__pmd) = physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot);
1435         return pmd_mkyoung(__pmd);
1436 }
1437
1438 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
1439 {
1440         /* Do not clobber PROT_NONE segments! */
1441         if (!pmd_prot_none(pmd))
1442                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1443         return pmd;
1444 }
1445 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1446
1447 static inline void pmdp_flush_lazy(struct mm_struct *mm,
1448                                    unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1449 {
1450         int active = (mm == current->active_mm) ? 1 : 0;
1451
1452         if ((atomic_read(&mm->context.attach_count) & 0xffff) > active)
1453                 __pmd_idte(address, pmdp);
1454         else
1455                 mm->context.flush_mm = 1;
1456 }
1457
1458 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1459
1460 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1461 extern void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1462                                        pgtable_t pgtable);
1463
1464 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1465 extern pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
1466
1467 static inline int pmd_trans_splitting(pmd_t pmd)
1468 {
1469         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SPLIT;
1470 }
1471
1472 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1473                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1474 {
1475         if (!(pmd_val(entry) & _SEGMENT_ENTRY_INVALID) && MACHINE_HAS_EDAT1)
1476                 pmd_val(entry) |= _SEGMENT_ENTRY_CO;
1477         *pmdp = entry;
1478 }
1479
1480 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1481 {
1482         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1483         return pmd;
1484 }
1485
1486 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1487 {
1488         /* Do not clobber PROT_NONE segments! */
1489         if (!pmd_prot_none(pmd))
1490                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1491         return pmd;
1492 }
1493
1494 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1495 {
1496         /* No dirty bit in the segment table entry. */
1497         return pmd;
1498 }
1499
1500 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1501 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1502                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1503 {
1504         pmd_t pmd;
1505
1506         pmd = *pmdp;
1507         __pmd_idte(address, pmdp);
1508         *pmdp = pmd_mkold(pmd);
1509         return pmd_young(pmd);
1510 }
1511
1512 #define __HAVE_ARCH_PMDP_GET_AND_CLEAR
1513 static inline pmd_t pmdp_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1514                                        unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1515 {
1516         pmd_t pmd = *pmdp;
1517
1518         __pmd_idte(address, pmdp);
1519         pmd_clear(pmdp);
1520         return pmd;
1521 }
1522
1523 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_FLUSH
1524 static inline pmd_t pmdp_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1525                                      unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1526 {
1527         return pmdp_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1528 }
1529
1530 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1531 static inline void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1532                                    unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1533 {
1534         __pmd_idte(address, pmdp);
1535 }
1536
1537 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1538 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1539                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1540 {
1541         pmd_t pmd = *pmdp;
1542
1543         if (pmd_write(pmd)) {
1544                 __pmd_idte(address, pmdp);
1545                 set_pmd_at(mm, address, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1546         }
1547 }
1548
1549 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1550 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1551
1552 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1553 {
1554         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1555 }
1556
1557 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1558 {
1559         return MACHINE_HAS_HPAGE ? 1 : 0;
1560 }
1561
1562 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
1563 {
1564         return pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT;
1565 }
1566 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1567
1568 /*
1569  * 31 bit swap entry format:
1570  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1571  * Bits 0, 20 and bit 23 have to be zero, otherwise an specification
1572  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1573  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
1574  * information in the lowcore.
1575  * Bits 21, 22, 30 and 31 are used to indicate the page type.
1576  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x603) == 0x402
1577  * This leaves the bits 1-19 and bits 24-29 to store type and offset.
1578  * We use the 5 bits from 25-29 for the type and the 20 bits from 1-19
1579  * plus 24 for the offset.
1580  * 0|     offset        |0110|o|type |00|
1581  * 0 0000000001111111111 2222 2 22222 33
1582  * 0 1234567890123456789 0123 4 56789 01
1583  *
1584  * 64 bit swap entry format:
1585  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1586  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise an specification
1587  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1588  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
1589  * information in the lowcore.
1590  * Bits 53, 54, 62 and 63 are used to indicate the page type.
1591  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x603) == 0x402
1592  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-61 to store type and offset.
1593  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 53 bits from 0-51
1594  * plus 56 for the offset.
1595  * |                      offset                        |0110|o|type |00|
1596  *  0000000000111111111122222222223333333333444444444455 5555 5 55566 66
1597  *  0123456789012345678901234567890123456789012345678901 2345 6 78901 23
1598  */
1599 #ifndef CONFIG_64BIT
1600 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 12)
1601 #else
1602 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 11)
1603 #endif
1604 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1605 {
1606         pte_t pte;
1607         offset &= __SWP_OFFSET_MASK;
1608         pte_val(pte) = _PAGE_INVALID | _PAGE_TYPE | ((type & 0x1f) << 2) |
1609                 ((offset & 1UL) << 7) | ((offset & ~1UL) << 11);
1610         return pte;
1611 }
1612
1613 #define __swp_type(entry)       (((entry).val >> 2) & 0x1f)
1614 #define __swp_offset(entry)     (((entry).val >> 11) | (((entry).val >> 7) & 1))
1615 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte((type),(offset))) })
1616
1617 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1618 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1619
1620 #ifndef CONFIG_64BIT
1621 # define PTE_FILE_MAX_BITS      26
1622 #else /* CONFIG_64BIT */
1623 # define PTE_FILE_MAX_BITS      59
1624 #endif /* CONFIG_64BIT */
1625
1626 #define pte_to_pgoff(__pte) \
1627         ((((__pte).pte >> 12) << 7) + (((__pte).pte >> 1) & 0x7f))
1628
1629 #define pgoff_to_pte(__off) \
1630         ((pte_t) { ((((__off) & 0x7f) << 1) + (((__off) >> 7) << 12)) \
1631                    | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT })
1632
1633 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1634
1635 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1636
1637 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1638 extern int vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1639 extern int s390_enable_sie(void);
1640
1641 /*
1642  * No page table caches to initialise
1643  */
1644 static inline void pgtable_cache_init(void) { }
1645 static inline void check_pgt_cache(void) { }
1646
1647 #include <asm-generic/pgtable.h>
1648
1649 #endif /* _S390_PAGE_H */