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_NOEXEC    0x100           /* HW no-execute bit  */
 204 #define _PAGE_PROTECT   0x200           /* HW read-only bit  */
 205 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
 206 #define _PAGE_LARGE     0x800           /* Bit to mark a large pte */
 207
 208 /* Software bits in the page table entry */
 209 #define _PAGE_PRESENT   0x001           /* SW pte present bit */
 210 #define _PAGE_YOUNG     0x004           /* SW pte young bit */
 211 #define _PAGE_DIRTY     0x008           /* SW pte dirty bit */
 212 #define _PAGE_READ      0x010           /* SW pte read bit */
 213 #define _PAGE_WRITE     0x020           /* SW pte write bit */
 214 #define _PAGE_SPECIAL   0x040           /* SW associated with special page */
 215 #define _PAGE_UNUSED    0x080           /* SW bit for pgste usage state */
 216 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
 217
 218 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 219 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x002          /* SW pte soft dirty bit */
 220 #else
 221 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x000
 222 #endif
 223
 224 /* Set of bits not changed in pte_modify */
 225 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_DIRTY | \
 226                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_SOFT_DIRTY)
 227
 228 /*
 229  * handle_pte_fault uses pte_present and pte_none to find out the pte type
 230  * WITHOUT holding the page table lock. The _PAGE_PRESENT bit is used to
 231  * distinguish present from not-present ptes. It is changed only with the page
 232  * table lock held.
 233  *
 234  * The following table gives the different possible bit combinations for
 235  * the pte hardware and software bits in the last 12 bits of a pte
 236  * (. unassigned bit, x don't care, t swap type):
 237  *
 238  *                              842100000000
 239  *                              000084210000
 240  *                              000000008421
 241  *                              .IR.uswrdy.p
 242  * empty                        .10.00000000
 243  * swap                         .11..ttttt.0
 244  * prot-none, clean, old        .11.xx0000.1
 245  * prot-none, clean, young      .11.xx0001.1
 246  * prot-none, dirty, old        .11.xx0010.1
 247  * prot-none, dirty, young      .11.xx0011.1
 248  * read-only, clean, old        .11.xx0100.1
 249  * read-only, clean, young      .01.xx0101.1
 250  * read-only, dirty, old        .11.xx0110.1
 251  * read-only, dirty, young      .01.xx0111.1
 252  * read-write, clean, old       .11.xx1100.1
 253  * read-write, clean, young     .01.xx1101.1
 254  * read-write, dirty, old       .10.xx1110.1
 255  * read-write, dirty, young     .00.xx1111.1
 256  * HW-bits: R read-only, I invalid
 257  * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
 258  *          u unused, l large
 259  *
 260  * pte_none    is true for the bit pattern .10.00000000, pte == 0x400
 261  * pte_swap    is true for the bit pattern .11..ooooo.0, (pte & 0x201) == 0x200
 262  * pte_present is true for the bit pattern .xx.xxxxxx.1, (pte & 0x001) == 0x001
 263  */
 264
 265 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
 266 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
 267 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 268 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 269 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
 270 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
 271 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
 272 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
 273 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
 274 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
 275 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
 276 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
 277
 278 /* Bits in the region table entry */
 279 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 280 #define _REGION_ENTRY_PROTECT   0x200   /* region protection bit            */
 281 #define _REGION_ENTRY_NOEXEC    0x100   /* region no-execute bit            */
 282 #define _REGION_ENTRY_OFFSET    0xc0    /* region table offset              */
 283 #define _REGION_ENTRY_INVALID   0x20    /* invalid region table entry       */
 284 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
 285 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
 286 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
 287 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
 288 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
 289
 290 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 291 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 292 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 293 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 294 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 295 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 296
 297 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0x7fffffffUL /* large page address      */
 298 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN  ~0x7ffUL/* region third table origin          */
 299
 300 #define _REGION3_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW region dirty bit */
 301 #define _REGION3_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW region young bit */
 302 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x0400  /* RTTE-format control, large page  */
 303 #define _REGION3_ENTRY_READ     0x0002  /* SW region read bit */
 304 #define _REGION3_ENTRY_WRITE    0x0001  /* SW region write bit */
 305
 306 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 307 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW region soft dirty bit */
 308 #else
 309 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW region soft dirty bit */
 310 #endif
 311
 312 #define _REGION_ENTRY_BITS       0xfffffffffffff227UL
 313 #define _REGION_ENTRY_BITS_LARGE 0xffffffff8000fe27UL
 314
 315 /* Bits in the segment table entry */
 316 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS     0xfffffffffffffe33UL
 317 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE 0xfffffffffff0ff33UL
 318 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
 319 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
 320 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* page protection bit              */
 321 #define _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC   0x100   /* region no-execute bit            */
 322 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
 323
 324 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
 325 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
 326
 327 #define _SEGMENT_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW segment dirty bit */
 328 #define _SEGMENT_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW segment young bit */
 329 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x0400  /* STE-format control, large page */
 330 #define _SEGMENT_ENTRY_WRITE    0x0002  /* SW segment write bit */
 331 #define _SEGMENT_ENTRY_READ     0x0001  /* SW segment read bit */
 332
 333 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 334 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW segment soft dirty bit */
 335 #else
 336 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW segment soft dirty bit */
 337 #endif
 338
 339 /*
 340  * Segment table and region3 table entry encoding
 341  * (R = read-only, I = invalid, y = young bit):
 342  *                              dy..R...I...wr
 343  * prot-none, clean, old        00..1...1...00
 344  * prot-none, clean, young      01..1...1...00
 345  * prot-none, dirty, old        10..1...1...00
 346  * prot-none, dirty, young      11..1...1...00
 347  * read-only, clean, old        00..1...1...01
 348  * read-only, clean, young      01..1...0...01
 349  * read-only, dirty, old        10..1...1...01
 350  * read-only, dirty, young      11..1...0...01
 351  * read-write, clean, old       00..1...1...11
 352  * read-write, clean, young     01..1...0...11
 353  * read-write, dirty, old       10..0...1...11
 354  * read-write, dirty, young     11..0...0...11
 355  * The segment table origin is used to distinguish empty (origin==0) from
 356  * read-write, old segment table entries (origin!=0)
 357  * HW-bits: R read-only, I invalid
 358  * SW-bits: y young, d dirty, r read, w write
 359  */
 360
 361 /* Page status table bits for virtualization */
 362 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf000000000000000UL
 363 #define PGSTE_FP_BIT    0x0800000000000000UL
 364 #define PGSTE_PCL_BIT   0x0080000000000000UL
 365 #define PGSTE_HR_BIT    0x0040000000000000UL
 366 #define PGSTE_HC_BIT    0x0020000000000000UL
 367 #define PGSTE_GR_BIT    0x0004000000000000UL
 368 #define PGSTE_GC_BIT    0x0002000000000000UL
 369 #define PGSTE_UC_BIT    0x0000800000000000UL    /* user dirty (migration) */
 370 #define PGSTE_IN_BIT    0x0000400000000000UL    /* IPTE notify bit */
 371 #define PGSTE_VSIE_BIT  0x0000200000000000UL    /* ref'd in a shadow table */
 372
 373 /* Guest Page State used for virtualization */
 374 #define _PGSTE_GPS_ZERO         0x0000000080000000UL
 375 #define _PGSTE_GPS_USAGE_MASK   0x0000000003000000UL
 376 #define _PGSTE_GPS_USAGE_STABLE 0x0000000000000000UL
 377 #define _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED 0x0000000001000000UL
 378
 379 /*
 380  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
 381  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
 382  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
 383  */
 384 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
 385                                  _ASCE_ALT_EVENT)
 386
 387 /*
 388  * Page protection definitions.
 389  */
 390 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 391 #define PAGE_RO         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 392                                  _PAGE_NOEXEC  | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 393 #define PAGE_RX         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 394                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 395 #define PAGE_RW         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 396                                  _PAGE_NOEXEC  | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 397 #define PAGE_RWX        __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 398                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 399
 400 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 401                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY | _PAGE_NOEXEC)
 402 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 403                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY | _PAGE_NOEXEC)
 404 #define PAGE_KERNEL_RO  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_YOUNG | \
 405                                  _PAGE_PROTECT | _PAGE_NOEXEC)
 406 #define PAGE_KERNEL_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 407                                   _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
 408
 409 /*
 410  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
 411  * Read permission implies execute permission and write permission
 412  * implies read permission.
 413  */
 414          /*xwr*/
 415 #define __P000  PAGE_NONE
 416 #define __P001  PAGE_RO
 417 #define __P010  PAGE_RO
 418 #define __P011  PAGE_RO
 419 #define __P100  PAGE_RX
 420 #define __P101  PAGE_RX
 421 #define __P110  PAGE_RX
 422 #define __P111  PAGE_RX
 423
 424 #define __S000  PAGE_NONE
 425 #define __S001  PAGE_RO
 426 #define __S010  PAGE_RW
 427 #define __S011  PAGE_RW
 428 #define __S100  PAGE_RX
 429 #define __S101  PAGE_RX
 430 #define __S110  PAGE_RWX
 431 #define __S111  PAGE_RWX
 432
 433 /*
 434  * Segment entry (large page) protection definitions.
 435  */
 436 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
 437                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
 438 #define SEGMENT_RO      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 439                                  _SEGMENT_ENTRY_READ | \
 440                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 441 #define SEGMENT_RX      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 442                                  _SEGMENT_ENTRY_READ)
 443 #define SEGMENT_RW      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 444                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 445                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 446 #define SEGMENT_RWX     __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 447                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
 448 #define SEGMENT_KERNEL  __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |       \
 449                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 450                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 451                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 452                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 453                                  _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | \
 454                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 455 #define SEGMENT_KERNEL_RO __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |     \
 456                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 457                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 458                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 459                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 460                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 461
 462 /*
 463  * Region3 entry (large page) protection definitions.
 464  */
 465
 466 #define REGION3_KERNEL  __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 467                                  _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 468                                  _REGION3_ENTRY_READ |   \
 469                                  _REGION3_ENTRY_WRITE |  \
 470                                  _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 471                                  _REGION3_ENTRY_DIRTY | \
 472                                  _REGION_ENTRY_NOEXEC)
 473 #define REGION3_KERNEL_RO __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 474                                    _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 475                                    _REGION3_ENTRY_READ |   \
 476                                    _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 477                                    _REGION_ENTRY_PROTECT | \
 478                                    _REGION_ENTRY_NOEXEC)
 479
 480 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
 481 {
 482 #ifdef CONFIG_PGSTE
 483         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
 484                 return 1;
 485 #endif
 486         return 0;
 487 }
 488
 489 static inline int mm_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
 490 {
 491 #ifdef CONFIG_PGSTE
 492         if (unlikely(mm->context.alloc_pgste))
 493                 return 1;
 494 #endif
 495         return 0;
 496 }
 497
 498 /*
 499  * In the case that a guest uses storage keys
 500  * faults should no longer be backed by zero pages
 501  */
 502 #define mm_forbids_zeropage mm_use_skey
 503 static inline int mm_use_skey(struct mm_struct *mm)
 504 {
 505 #ifdef CONFIG_PGSTE
 506         if (mm->context.use_skey)
 507                 return 1;
 508 #endif
 509         return 0;
 510 }
 511
 512 static inline void csp(unsigned int *ptr, unsigned int old, unsigned int new)
 513 {
 514         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 515         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 516         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 517
 518         asm volatile(
 519                 "       csp     %0,%3"
 520                 : "+d" (reg2), "+m" (*ptr)
 521                 : "d" (reg3), "d" (address)
 522                 : "cc");
 523 }
 524
 525 static inline void cspg(unsigned long *ptr, unsigned long old, unsigned long new)
 526 {
 527         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 528         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 529         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 530
 531         asm volatile(
 532                 "       .insn   rre,0xb98a0000,%0,%3"
 533                 : "+d" (reg2), "+m" (*ptr)
 534                 : "d" (reg3), "d" (address)
 535                 : "cc");
 536 }
 537
 538 #define CRDTE_DTT_PAGE          0x00UL
 539 #define CRDTE_DTT_SEGMENT       0x10UL
 540 #define CRDTE_DTT_REGION3       0x14UL
 541 #define CRDTE_DTT_REGION2       0x18UL
 542 #define CRDTE_DTT_REGION1       0x1cUL
 543
 544 static inline void crdte(unsigned long old, unsigned long new,
 545                          unsigned long table, unsigned long dtt,
 546                          unsigned long address, unsigned long asce)
 547 {
 548         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 549         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 550         register unsigned long reg4 asm("4") = table | dtt;
 551         register unsigned long reg5 asm("5") = address;
 552
 553         asm volatile(".insn rrf,0xb98f0000,%0,%2,%4,0"
 554                      : "+d" (reg2)
 555                      : "d" (reg3), "d" (reg4), "d" (reg5), "a" (asce)
 556                      : "memory", "cc");
 557 }
 558
 559 /*
 560  * pgd/pmd/pte query functions
 561  */
 562 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 563 {
 564         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 565                 return 1;
 566         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 567 }
 568
 569 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 570 {
 571         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 572                 return 0;
 573         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
 574 }
 575
 576 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 577 {
 578         /*
 579          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
 580          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 581          * invalid for either table entry.
 582          */
 583         unsigned long mask =
 584                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
 585                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 586         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
 587 }
 588
 589 static inline int pud_present(pud_t pud)
 590 {
 591         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 592                 return 1;
 593         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 594 }
 595
 596 static inline int pud_none(pud_t pud)
 597 {
 598         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 599                 return 0;
 600         return pud_val(pud) == _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 601 }
 602
 603 static inline int pud_large(pud_t pud)
 604 {
 605         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 606                 return 0;
 607         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
 608 }
 609
 610 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
 611 {
 612         unsigned long origin_mask;
 613
 614         origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN;
 615         if (pud_large(pud))
 616                 origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
 617         return (pud_val(pud) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 618 }
 619
 620 static inline int pmd_large(pmd_t pmd)
 621 {
 622         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) != 0;
 623 }
 624
 625 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 626 {
 627         if (pmd_large(pmd))
 628                 return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
 629         return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS) != 0;
 630 }
 631
 632 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 633 {
 634         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 635                 return pmd_bad(__pmd(pud_val(pud)));
 636         if (pud_large(pud))
 637                 return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
 638         return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 639 }
 640
 641 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 642 {
 643         return pmd_val(pmd) != _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 644 }
 645
 646 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 647 {
 648         return pmd_val(pmd) == _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 649 }
 650
 651 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
 652 {
 653         unsigned long origin_mask;
 654
 655         origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
 656         if (pmd_large(pmd))
 657                 origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
 658         return (pmd_val(pmd) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 659 }
 660
 661 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
 662 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 663 {
 664         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE) != 0;
 665 }
 666
 667 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 668 {
 669         int dirty = 1;
 670         if (pmd_large(pmd))
 671                 dirty = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY) != 0;
 672         return dirty;
 673 }
 674
 675 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 676 {
 677         int young = 1;
 678         if (pmd_large(pmd))
 679                 young = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG) != 0;
 680         return young;
 681 }
 682
 683 static inline int pte_present(pte_t pte)
 684 {
 685         /* Bit pattern: (pte & 0x001) == 0x001 */
 686         return (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT) != 0;
 687 }
 688
 689 static inline int pte_none(pte_t pte)
 690 {
 691         /* Bit pattern: pte == 0x400 */
 692         return pte_val(pte) == _PAGE_INVALID;
 693 }
 694
 695 static inline int pte_swap(pte_t pte)
 696 {
 697         /* Bit pattern: (pte & 0x201) == 0x200 */
 698         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PROTECT | _PAGE_PRESENT))
 699                 == _PAGE_PROTECT;
 700 }
 701
 702 static inline int pte_special(pte_t pte)
 703 {
 704         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
 705 }
 706
 707 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 708 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
 709 {
 710         return pte_val(a) == pte_val(b);
 711 }
 712
 713 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 714 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 715 {
 716         return pte_present(pte) && !(pte_val(pte) & _PAGE_READ);
 717 }
 718
 719 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 720 {
 721         /* pmd_large(pmd) implies pmd_present(pmd) */
 722         return pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ);
 723 }
 724 #endif
 725
 726 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
 727 {
 728         return pte_val(pte) & _PAGE_SOFT_DIRTY;
 729 }
 730 #define pte_swp_soft_dirty pte_soft_dirty
 731
 732 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
 733 {
 734         pte_val(pte) |= _PAGE_SOFT_DIRTY;
 735         return pte;
 736 }
 737 #define pte_swp_mksoft_dirty pte_mksoft_dirty
 738
 739 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
 740 {
 741         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SOFT_DIRTY;
 742         return pte;
 743 }
 744 #define pte_swp_clear_soft_dirty pte_clear_soft_dirty
 745
 746 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
 747 {
 748         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 749 }
 750
 751 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
 752 {
 753         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 754         return pmd;
 755 }
 756
 757 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
 758 {
 759         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 760         return pmd;
 761 }
 762
 763 /*
 764  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
 765  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 766  */
 767 static inline int pte_write(pte_t pte)
 768 {
 769         return (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE) != 0;
 770 }
 771
 772 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 773 {
 774         return (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) != 0;
 775 }
 776
 777 static inline int pte_young(pte_t pte)
 778 {
 779         return (pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) != 0;
 780 }
 781
 782 #define __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
 783 static inline int pte_unused(pte_t pte)
 784 {
 785         return pte_val(pte) & _PAGE_UNUSED;
 786 }
 787
 788 /*
 789  * pgd/pmd/pte modification functions
 790  */
 791
 792 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
 793 {
 794         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 795                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 796 }
 797
 798 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
 799 {
 800         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 801                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 802 }
 803
 804 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 805 {
 806         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 807 }
 808
 809 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 810 {
 811         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
 812 }
 813
 814 /*
 815  * The following pte modification functions only work if
 816  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 817  */
 818 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 819 {
 820         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
 821         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
 822         /*
 823          * newprot for PAGE_NONE, PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW and PAGE_RWX
 824          * has the invalid bit set, clear it again for readable, young pages
 825          */
 826         if ((pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) && (pte_val(pte) & _PAGE_READ))
 827                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
 828         /*
 829          * newprot for PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW and PAGE_RWX has the page
 830          * protection bit set, clear it again for writable, dirty pages
 831          */
 832         if ((pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
 833                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 834         return pte;
 835 }
 836
 837 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 838 {
 839         pte_val(pte) &= ~_PAGE_WRITE;
 840         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
 841         return pte;
 842 }
 843
 844 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 845 {
 846         pte_val(pte) |= _PAGE_WRITE;
 847         if (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY)
 848                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 849         return pte;
 850 }
 851
 852 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 853 {
 854         pte_val(pte) &= ~_PAGE_DIRTY;
 855         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
 856         return pte;
 857 }
 858
 859 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 860 {
 861         pte_val(pte) |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_SOFT_DIRTY;
 862         if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
 863                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 864         return pte;
 865 }
 866
 867 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 868 {
 869         pte_val(pte) &= ~_PAGE_YOUNG;
 870         pte_val(pte) |= _PAGE_INVALID;
 871         return pte;
 872 }
 873
 874 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 875 {
 876         pte_val(pte) |= _PAGE_YOUNG;
 877         if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
 878                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
 879         return pte;
 880 }
 881
 882 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 883 {
 884         pte_val(pte) |= _PAGE_SPECIAL;
 885         return pte;
 886 }
 887
 888 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 889 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 890 {
 891         pte_val(pte) |= _PAGE_LARGE;
 892         return pte;
 893 }
 894 #endif
 895
 896 #define IPTE_GLOBAL     0
 897 #define IPTE_LOCAL      1
 898
 899 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep, int local)
 900 {
 901         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
 902
 903         /* Invalidation + TLB flush for the pte */
 904         asm volatile(
 905                 "       .insn rrf,0xb2210000,%[r1],%[r2],0,%[m4]"
 906                 : "+m" (*ptep) : [r1] "a" (pto), [r2] "a" (address),
 907                   [m4] "i" (local));
 908 }
 909
 910 static inline void __ptep_ipte_range(unsigned long address, int nr,
 911                                      pte_t *ptep, int local)
 912 {
 913         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
 914
 915         /* Invalidate a range of ptes + TLB flush of the ptes */
 916         do {
 917                 asm volatile(
 918                         "       .insn rrf,0xb2210000,%[r1],%[r2],%[r3],%[m4]"
 919                         : [r2] "+a" (address), [r3] "+a" (nr)
 920                         : [r1] "a" (pto), [m4] "i" (local) : "memory");
 921         } while (nr != 255);
 922 }
 923
 924 /*
 925  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
 926  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
 927  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
 928  * to modify an active pte. The sequence is
 929  *   1) ptep_get_and_clear
 930  *   2) set_pte_at
 931  *   3) flush_tlb_range
 932  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
 933  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
 934  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
 935  * is a nop.
 936  */
 937 pte_t ptep_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 938 pte_t ptep_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 939
 940 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 941 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 942                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
 943 {
 944         pte_t pte = *ptep;
 945
 946         pte = ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, pte_mkold(pte));
 947         return pte_young(pte);
 948 }
 949
 950 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 951 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 952                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
 953 {
 954         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
 955 }
 956
 957 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 958 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 959                                        unsigned long addr, pte_t *ptep)
 960 {
 961         return ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 962 }
 963
 964 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
 965 pte_t ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *);
 966 void ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 967
 968 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
 969 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
 970                                      unsigned long addr, pte_t *ptep)
 971 {
 972         return ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 973 }
 974
 975 /*
 976  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
 977  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
 978  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
 979  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
 980  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
 981  */
 982 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
 983 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
 984                                             unsigned long addr,
 985                                             pte_t *ptep, int full)
 986 {
 987         if (full) {
 988                 pte_t pte = *ptep;
 989                 *ptep = __pte(_PAGE_INVALID);
 990                 return pte;
 991         }
 992         return ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 993 }
 994
 995 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 996 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 997                                       unsigned long addr, pte_t *ptep)
 998 {
 999         pte_t pte = *ptep;
1000
1001         if (pte_write(pte))
1002                 ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, pte_wrprotect(pte));
1003 }
1004
1005 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1006 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1007                                         unsigned long addr, pte_t *ptep,
1008                                         pte_t entry, int dirty)
1009 {
1010         if (pte_same(*ptep, entry))
1011                 return 0;
1012         ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, entry);
1013         return 1;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Additional functions to handle KVM guest page tables
1018  */
1019 void ptep_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1020                      pte_t *ptep, pte_t entry);
1021 void ptep_set_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1022 void ptep_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1023                  pte_t *ptep, unsigned long bits);
1024 int ptep_force_prot(struct mm_struct *mm, unsigned long gaddr,
1025                     pte_t *ptep, int prot, unsigned long bit);
1026 void ptep_zap_unused(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1027                      pte_t *ptep , int reset);
1028 void ptep_zap_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1029 int ptep_shadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr,
1030                     pte_t *sptep, pte_t *tptep, pte_t pte);
1031 void ptep_unshadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr, pte_t *ptep);
1032
1033 bool test_and_clear_guest_dirty(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
1034 int set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1035                           unsigned char key, bool nq);
1036 int cond_set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1037                                unsigned char key, unsigned char *oldkey,
1038                                bool nq, bool mr, bool mc);
1039 int reset_guest_reference_bit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1040 int get_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1041                           unsigned char *key);
1042
1043 /*
1044  * Certain architectures need to do special things when PTEs
1045  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
1046  * hook is made available.
1047  */
1048 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1049                               pte_t *ptep, pte_t entry)
1050 {
1051         if (!MACHINE_HAS_NX)
1052                 pte_val(entry) &= ~_PAGE_NOEXEC;
1053         if (mm_has_pgste(mm))
1054                 ptep_set_pte_at(mm, addr, ptep, entry);
1055         else
1056                 *ptep = entry;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1061  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1062  */
1063 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1064 {
1065         pte_t __pte;
1066         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
1067         return pte_mkyoung(__pte);
1068 }
1069
1070 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1071 {
1072         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1073         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1074
1075         if (pte_write(__pte) && PageDirty(page))
1076                 __pte = pte_mkdirty(__pte);
1077         return __pte;
1078 }
1079
1080 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1081 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1082 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1083 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
1084
1085 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
1086 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
1087
1088 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1089 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1090 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1091
1092 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1093 {
1094         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
1095         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1096                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
1097         return pud  + pud_index(address);
1098 }
1099
1100 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
1101 {
1102         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
1103         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1104                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
1105         return pmd + pmd_index(address);
1106 }
1107
1108 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
1109 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1110 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1111
1112 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_pfn(pmd))
1113 #define pud_page(pud) pfn_to_page(pud_pfn(pud))
1114
1115 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
1116 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
1117 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
1118 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
1119 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
1120
1121 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1122 {
1123         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1124         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1125         return pmd;
1126 }
1127
1128 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
1129 {
1130         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1131         if (pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1132                 return pmd;
1133         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1134         return pmd;
1135 }
1136
1137 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
1138 {
1139         if (pmd_large(pmd)) {
1140                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1141                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1142         }
1143         return pmd;
1144 }
1145
1146 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1147 {
1148         if (pmd_large(pmd)) {
1149                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_DIRTY |
1150                                 _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1151                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
1152                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1153         }
1154         return pmd;
1155 }
1156
1157 static inline pud_t pud_wrprotect(pud_t pud)
1158 {
1159         pud_val(pud) &= ~_REGION3_ENTRY_WRITE;
1160         pud_val(pud) |= _REGION_ENTRY_PROTECT;
1161         return pud;
1162 }
1163
1164 static inline pud_t pud_mkwrite(pud_t pud)
1165 {
1166         pud_val(pud) |= _REGION3_ENTRY_WRITE;
1167         if (pud_large(pud) && !(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_DIRTY))
1168                 return pud;
1169         pud_val(pud) &= ~_REGION_ENTRY_PROTECT;
1170         return pud;
1171 }
1172
1173 static inline pud_t pud_mkclean(pud_t pud)
1174 {
1175         if (pud_large(pud)) {
1176                 pud_val(pud) &= ~_REGION3_ENTRY_DIRTY;
1177                 pud_val(pud) |= _REGION_ENTRY_PROTECT;
1178         }
1179         return pud;
1180 }
1181
1182 static inline pud_t pud_mkdirty(pud_t pud)
1183 {
1184         if (pud_large(pud)) {
1185                 pud_val(pud) |= _REGION3_ENTRY_DIRTY |
1186                                 _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1187                 if (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_WRITE)
1188                         pud_val(pud) &= ~_REGION_ENTRY_PROTECT;
1189         }
1190         return pud;
1191 }
1192
1193 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1194 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1195 {
1196         /*
1197          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW or PAGE_RWX
1198          * (see __Pxxx / __Sxxx). Convert to segment table entry format.
1199          */
1200         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1201                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1202         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RO))
1203                 return pgprot_val(SEGMENT_RO);
1204         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RX))
1205                 return pgprot_val(SEGMENT_RX);
1206         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RW))
1207                 return pgprot_val(SEGMENT_RW);
1208         return pgprot_val(SEGMENT_RWX);
1209 }
1210
1211 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1212 {
1213         if (pmd_large(pmd)) {
1214                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1215                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ)
1216                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1217         }
1218         return pmd;
1219 }
1220
1221 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1222 {
1223         if (pmd_large(pmd)) {
1224                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1225                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1226         }
1227         return pmd;
1228 }
1229
1230 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1231 {
1232         if (pmd_large(pmd)) {
1233                 pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE |
1234                         _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | _SEGMENT_ENTRY_YOUNG |
1235                         _SEGMENT_ENTRY_LARGE | _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1236                 pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1237                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1238                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1239                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG))
1240                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1241                 return pmd;
1242         }
1243         pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
1244         pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1245         return pmd;
1246 }
1247
1248 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1249 {
1250         pmd_t __pmd;
1251         pmd_val(__pmd) = physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot);
1252         return __pmd;
1253 }
1254
1255 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1256
1257 static inline void __pmdp_csp(pmd_t *pmdp)
1258 {
1259         csp((unsigned int *)pmdp + 1, pmd_val(*pmdp),
1260             pmd_val(*pmdp) | _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1261 }
1262
1263 #define IDTE_GLOBAL     0
1264 #define IDTE_LOCAL      1
1265
1266 static inline void __pmdp_idte(unsigned long address, pmd_t *pmdp, int local)
1267 {
1268         unsigned long sto;
1269
1270         sto = (unsigned long) pmdp - pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1271         asm volatile(
1272                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%[r1],%[r2],0,%[m4]"
1273                 : "+m" (*pmdp)
1274                 : [r1] "a" (sto), [r2] "a" ((address & HPAGE_MASK)),
1275                   [m4] "i" (local)
1276                 : "cc" );
1277 }
1278
1279 static inline void __pudp_idte(unsigned long address, pud_t *pudp, int local)
1280 {
1281         unsigned long r3o;
1282
1283         r3o = (unsigned long) pudp - pud_index(address) * sizeof(pud_t);
1284         r3o |= _ASCE_TYPE_REGION3;
1285         asm volatile(
1286                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%[r1],%[r2],0,%[m4]"
1287                 : "+m" (*pudp)
1288                 : [r1] "a" (r3o), [r2] "a" ((address & PUD_MASK)),
1289                   [m4] "i" (local)
1290                 : "cc");
1291 }
1292
1293 pmd_t pmdp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1294 pmd_t pmdp_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1295 pud_t pudp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pud_t *, pud_t);
1296
1297 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1298
1299 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1300 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1301                                 pgtable_t pgtable);
1302
1303 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1304 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
1305
1306 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
1307 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1308                                         unsigned long addr, pmd_t *pmdp,
1309                                         pmd_t entry, int dirty)
1310 {
1311         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1312
1313         entry = pmd_mkyoung(entry);
1314         if (dirty)
1315                 entry = pmd_mkdirty(entry);
1316         if (pmd_val(*pmdp) == pmd_val(entry))
1317                 return 0;
1318         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, entry);
1319         return 1;
1320 }
1321
1322 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1323 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1324                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1325 {
1326         pmd_t pmd = *pmdp;
1327
1328         pmd = pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, pmd_mkold(pmd));
1329         return pmd_young(pmd);
1330 }
1331
1332 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1333 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1334                                          unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1335 {
1336         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1337         return pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmdp);
1338 }
1339
1340 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1341                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1342 {
1343         if (!MACHINE_HAS_NX)
1344                 pmd_val(entry) &= ~_SEGMENT_ENTRY_NOEXEC;
1345         *pmdp = entry;
1346 }
1347
1348 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1349 {
1350         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1351         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1352         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1353         return pmd;
1354 }
1355
1356 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1357 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1358                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1359 {
1360         return pmdp_xchg_direct(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1361 }
1362
1363 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
1364 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1365                                                  unsigned long addr,
1366                                                  pmd_t *pmdp, int full)
1367 {
1368         if (full) {
1369                 pmd_t pmd = *pmdp;
1370                 *pmdp = __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY);
1371                 return pmd;
1372         }
1373         return pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1374 }
1375
1376 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
1377 static inline pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1378                                           unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1379 {
1380         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, pmdp);
1381 }
1382
1383 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1384 static inline void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1385                                    unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1386 {
1387         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1388 }
1389
1390 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1391 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1392                                       unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1393 {
1394         pmd_t pmd = *pmdp;
1395
1396         if (pmd_write(pmd))
1397                 pmd = pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1398 }
1399
1400 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
1401                                         unsigned long address,
1402                                         pmd_t *pmdp)
1403 {
1404         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1405 }
1406 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
1407
1408 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1409 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1410
1411 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1412 {
1413         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1414 }
1415
1416 #define has_transparent_hugepage has_transparent_hugepage
1417 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1418 {
1419         return MACHINE_HAS_EDAT1 ? 1 : 0;
1420 }
1421 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1422
1423 /*
1424  * 64 bit swap entry format:
1425  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1426  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise a specification
1427  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1428  * specification exception has the bad habit not to store necessary
1429  * information in the lowcore.
1430  * Bits 54 and 63 are used to indicate the page type.
1431  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x201) == 0x200
1432  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-62 to store type and offset.
1433  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 52 bits from 0-51
1434  * for the offset.
1435  * |                      offset                        |01100|type |00|
1436  * |0000000000111111111122222222223333333333444444444455|55555|55566|66|
1437  * |0123456789012345678901234567890123456789012345678901|23456|78901|23|
1438  */
1439
1440 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << 52) - 1)
1441 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      12
1442 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << 5) - 1)
1443 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
1444
1445 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1446 {
1447         pte_t pte;
1448
1449         pte_val(pte) = _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT;
1450         pte_val(pte) |= (offset & __SWP_OFFSET_MASK) << __SWP_OFFSET_SHIFT;
1451         pte_val(pte) |= (type & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT;
1452         return pte;
1453 }
1454
1455 static inline unsigned long __swp_type(swp_entry_t entry)
1456 {
1457         return (entry.val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK;
1458 }
1459
1460 static inline unsigned long __swp_offset(swp_entry_t entry)
1461 {
1462         return (entry.val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK;
1463 }
1464
1465 static inline swp_entry_t __swp_entry(unsigned long type, unsigned long offset)
1466 {
1467         return (swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte(type, offset)) };
1468 }
1469
1470 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1471 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1472
1473 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1474
1475 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1476
1477 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1478 extern int vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1479 extern int s390_enable_sie(void);
1480 extern int s390_enable_skey(void);
1481 extern void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm);
1482
1483 /* s390 has a private copy of get unmapped area to deal with cache synonyms */
1484 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
1485 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
1486
1487 /*
1488  * No page table caches to initialise
1489  */
1490 static inline void pgtable_cache_init(void) { }
1491 static inline void check_pgt_cache(void) { }
1492
1493 #include <asm-generic/pgtable.h>
1494
1495 #endif /* _S390_PAGE_H */