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 <asm-generic/5level-fixup.h>
  28 #include <linux/sched.h>
  29 #include <linux/mm_types.h>
  30 #include <linux/page-flags.h>
  31 #include <linux/radix-tree.h>
  32 #include <linux/atomic.h>
  33 #include <asm/bug.h>
  34 #include <asm/page.h>
  35
  36 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
  37 extern void paging_init(void);
  38 extern void vmem_map_init(void);
  39 pmd_t *vmem_pmd_alloc(void);
  40 pte_t *vmem_pte_alloc(void);
  41
  42 enum {
  43         PG_DIRECT_MAP_4K = 0,
  44         PG_DIRECT_MAP_1M,
  45         PG_DIRECT_MAP_2G,
  46         PG_DIRECT_MAP_MAX
  47 };
  48
  49 extern atomic_long_t direct_pages_count[PG_DIRECT_MAP_MAX];
  50
  51 static inline void update_page_count(int level, long count)
  52 {
  53         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROC_FS))
  54                 atomic_long_add(count, &direct_pages_count[level]);
  55 }
  56
  57 struct seq_file;
  58 void arch_report_meminfo(struct seq_file *m);
  59
  60 /*
  61  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
  62  * tables contain all the necessary information.
  63  */
  64 #define update_mmu_cache(vma, address, ptep)     do { } while (0)
  65 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, ptep) do { } while (0)
  66
  67 /*
  68  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero; used
  69  * for zero-mapped memory areas etc..
  70  */
  71
  72 extern unsigned long empty_zero_page;
  73 extern unsigned long zero_page_mask;
  74
  75 #define ZERO_PAGE(vaddr) \
  76         (virt_to_page((void *)(empty_zero_page + \
  77          (((unsigned long)(vaddr)) &zero_page_mask))))
  78 #define __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
  79
  80 /* TODO: s390 cannot support io_remap_pfn_range... */
  81 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
  82
  83 /*
  84  * PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
  85  * table can map
  86  * PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map
  87  */
  88 #define PMD_SHIFT       20
  89 #define PUD_SHIFT       31
  90 #define PGDIR_SHIFT     42
  91
  92 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
  93 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
  94 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
  95 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
  96 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
  97 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
  98
  99 /*
 100  * entries per page directory level: the S390 is two-level, so
 101  * we don't really have any PMD directory physically.
 102  * for S390 segment-table entries are combined to one PGD
 103  * that leads to 1024 pte per pgd
 104  */
 105 #define PTRS_PER_PTE    256
 106 #define PTRS_PER_PMD    2048
 107 #define PTRS_PER_PUD    2048
 108 #define PTRS_PER_PGD    2048
 109
 110 #define FIRST_USER_ADDRESS  0UL
 111
 112 #define pte_ERROR(e) \
 113         printk("%s:%d: bad pte %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pte_val(e))
 114 #define pmd_ERROR(e) \
 115         printk("%s:%d: bad pmd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pmd_val(e))
 116 #define pud_ERROR(e) \
 117         printk("%s:%d: bad pud %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pud_val(e))
 118 #define pgd_ERROR(e) \
 119         printk("%s:%d: bad pgd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pgd_val(e))
 120
 121 #ifndef __ASSEMBLY__
 122 /*
 123  * The vmalloc and module area will always be on the topmost area of the
 124  * kernel mapping. We reserve 128GB (64bit) for vmalloc and modules.
 125  * On 64 bit kernels we have a 2GB area at the top of the vmalloc area where
 126  * modules will reside. That makes sure that inter module branches always
 127  * happen without trampolines and in addition the placement within a 2GB frame
 128  * is branch prediction unit friendly.
 129  */
 130 extern unsigned long VMALLOC_START;
 131 extern unsigned long VMALLOC_END;
 132 extern struct page *vmemmap;
 133
 134 #define VMEM_MAX_PHYS ((unsigned long) vmemmap)
 135
 136 extern unsigned long MODULES_VADDR;
 137 extern unsigned long MODULES_END;
 138 #define MODULES_VADDR   MODULES_VADDR
 139 #define MODULES_END     MODULES_END
 140 #define MODULES_LEN     (1UL << 31)
 141
 142 static inline int is_module_addr(void *addr)
 143 {
 144         BUILD_BUG_ON(MODULES_LEN > (1UL << 31));
 145         if (addr < (void *)MODULES_VADDR)
 146                 return 0;
 147         if (addr > (void *)MODULES_END)
 148                 return 0;
 149         return 1;
 150 }
 151
 152 /*
 153  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
 154  * |                     PFRA                         |0IPC|  OS  |
 155  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 156  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 157  *
 158  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
 159  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 160  * C Change-bit override: HW is not required to set change bit
 161  *
 162  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
 163  * |        P-table origin                              |      TT
 164  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 165  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 166  *
 167  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 168  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
 169  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 170  * TT Type 00
 171  *
 172  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
 173  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
 174  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 175  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 176  *
 177  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 178  * TT Type 01
 179  * TF
 180  * TL Table length
 181  *
 182  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
 183  * |      region table origon                          |       DTTL
 184  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 185  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 186  *
 187  * X Space-Switch event:
 188  * G Segment-Invalid Bit:
 189  * P Private-Space Bit:
 190  * S Storage-Alteration:
 191  * R Real space
 192  * TL Table-Length:
 193  *
 194  * A storage key has the following format:
 195  * | ACC |F|R|C|0|
 196  *  0   3 4 5 6 7
 197  * ACC: access key
 198  * F  : fetch protection bit
 199  * R  : referenced bit
 200  * C  : changed bit
 201  */
 202
 203 /* Hardware bits in the page table entry */
 204 #define _PAGE_NOEXEC    0x100           /* HW no-execute bit  */
 205 #define _PAGE_PROTECT   0x200           /* HW read-only bit  */
 206 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
 207 #define _PAGE_LARGE     0x800           /* Bit to mark a large pte */
 208
 209 /* Software bits in the page table entry */
 210 #define _PAGE_PRESENT   0x001           /* SW pte present bit */
 211 #define _PAGE_YOUNG     0x004           /* SW pte young bit */
 212 #define _PAGE_DIRTY     0x008           /* SW pte dirty bit */
 213 #define _PAGE_READ      0x010           /* SW pte read bit */
 214 #define _PAGE_WRITE     0x020           /* SW pte write bit */
 215 #define _PAGE_SPECIAL   0x040           /* SW associated with special page */
 216 #define _PAGE_UNUSED    0x080           /* SW bit for pgste usage state */
 217 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
 218
 219 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 220 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x002          /* SW pte soft dirty bit */
 221 #else
 222 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x000
 223 #endif
 224
 225 /* Set of bits not changed in pte_modify */
 226 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_DIRTY | \
 227                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_SOFT_DIRTY)
 228
 229 /*
 230  * handle_pte_fault uses pte_present and pte_none to find out the pte type
 231  * WITHOUT holding the page table lock. The _PAGE_PRESENT bit is used to
 232  * distinguish present from not-present ptes. It is changed only with the page
 233  * table lock held.
 234  *
 235  * The following table gives the different possible bit combinations for
 236  * the pte hardware and software bits in the last 12 bits of a pte
 237  * (. unassigned bit, x don't care, t swap type):
 238  *
 239  *                              842100000000
 240  *                              000084210000
 241  *                              000000008421
 242  *                              .IR.uswrdy.p
 243  * empty                        .10.00000000
 244  * swap                         .11..ttttt.0
 245  * prot-none, clean, old        .11.xx0000.1
 246  * prot-none, clean, young      .11.xx0001.1
 247  * prot-none, dirty, old        .11.xx0010.1
 248  * prot-none, dirty, young      .11.xx0011.1
 249  * read-only, clean, old        .11.xx0100.1
 250  * read-only, clean, young      .01.xx0101.1
 251  * read-only, dirty, old        .11.xx0110.1
 252  * read-only, dirty, young      .01.xx0111.1
 253  * read-write, clean, old       .11.xx1100.1
 254  * read-write, clean, young     .01.xx1101.1
 255  * read-write, dirty, old       .10.xx1110.1
 256  * read-write, dirty, young     .00.xx1111.1
 257  * HW-bits: R read-only, I invalid
 258  * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
 259  *          u unused, l large
 260  *
 261  * pte_none    is true for the bit pattern .10.00000000, pte == 0x400
 262  * pte_swap    is true for the bit pattern .11..ooooo.0, (pte & 0x201) == 0x200
 263  * pte_present is true for the bit pattern .xx.xxxxxx.1, (pte & 0x001) == 0x001
 264  */
 265
 266 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
 267 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
 268 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 269 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 270 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
 271 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
 272 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
 273 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
 274 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
 275 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
 276 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
 277 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
 278
 279 /* Bits in the region table entry */
 280 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 281 #define _REGION_ENTRY_PROTECT   0x200   /* region protection bit            */
 282 #define _REGION_ENTRY_NOEXEC    0x100   /* region no-execute bit            */
 283 #define _REGION_ENTRY_OFFSET    0xc0    /* region table offset              */
 284 #define _REGION_ENTRY_INVALID   0x20    /* invalid region table entry       */
 285 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
 286 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
 287 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
 288 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
 289 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
 290
 291 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 292 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 293 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 294 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 295 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 296 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 297
 298 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0x7fffffffUL /* large page address      */
 299 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN  ~0x7ffUL/* region third table origin          */
 300
 301 #define _REGION3_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW region dirty bit */
 302 #define _REGION3_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW region young bit */
 303 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x0400  /* RTTE-format control, large page  */
 304 #define _REGION3_ENTRY_READ     0x0002  /* SW region read bit */
 305 #define _REGION3_ENTRY_WRITE    0x0001  /* SW region write bit */
 306
 307 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 308 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW region soft dirty bit */
 309 #else
 310 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW region soft dirty bit */
 311 #endif
 312
 313 #define _REGION_ENTRY_BITS       0xfffffffffffff227UL
 314 #define _REGION_ENTRY_BITS_LARGE 0xffffffff8000fe27UL
 315
 316 /* Bits in the segment table entry */
 317 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS     0xfffffffffffffe33UL
 318 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE 0xfffffffffff0ff33UL
 319 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
 320 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
 321 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* page protection bit              */
 322 #define _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC   0x100   /* region no-execute bit            */
 323 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
 324
 325 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
 326 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
 327
 328 #define _SEGMENT_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW segment dirty bit */
 329 #define _SEGMENT_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW segment young bit */
 330 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x0400  /* STE-format control, large page */
 331 #define _SEGMENT_ENTRY_WRITE    0x0002  /* SW segment write bit */
 332 #define _SEGMENT_ENTRY_READ     0x0001  /* SW segment read bit */
 333
 334 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 335 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW segment soft dirty bit */
 336 #else
 337 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW segment soft dirty bit */
 338 #endif
 339
 340 /*
 341  * Segment table and region3 table entry encoding
 342  * (R = read-only, I = invalid, y = young bit):
 343  *                              dy..R...I...wr
 344  * prot-none, clean, old        00..1...1...00
 345  * prot-none, clean, young      01..1...1...00
 346  * prot-none, dirty, old        10..1...1...00
 347  * prot-none, dirty, young      11..1...1...00
 348  * read-only, clean, old        00..1...1...01
 349  * read-only, clean, young      01..1...0...01
 350  * read-only, dirty, old        10..1...1...01
 351  * read-only, dirty, young      11..1...0...01
 352  * read-write, clean, old       00..1...1...11
 353  * read-write, clean, young     01..1...0...11
 354  * read-write, dirty, old       10..0...1...11
 355  * read-write, dirty, young     11..0...0...11
 356  * The segment table origin is used to distinguish empty (origin==0) from
 357  * read-write, old segment table entries (origin!=0)
 358  * HW-bits: R read-only, I invalid
 359  * SW-bits: y young, d dirty, r read, w write
 360  */
 361
 362 /* Page status table bits for virtualization */
 363 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf000000000000000UL
 364 #define PGSTE_FP_BIT    0x0800000000000000UL
 365 #define PGSTE_PCL_BIT   0x0080000000000000UL
 366 #define PGSTE_HR_BIT    0x0040000000000000UL
 367 #define PGSTE_HC_BIT    0x0020000000000000UL
 368 #define PGSTE_GR_BIT    0x0004000000000000UL
 369 #define PGSTE_GC_BIT    0x0002000000000000UL
 370 #define PGSTE_UC_BIT    0x0000800000000000UL    /* user dirty (migration) */
 371 #define PGSTE_IN_BIT    0x0000400000000000UL    /* IPTE notify bit */
 372 #define PGSTE_VSIE_BIT  0x0000200000000000UL    /* ref'd in a shadow table */
 373
 374 /* Guest Page State used for virtualization */
 375 #define _PGSTE_GPS_ZERO         0x0000000080000000UL
 376 #define _PGSTE_GPS_USAGE_MASK   0x0000000003000000UL
 377 #define _PGSTE_GPS_USAGE_STABLE 0x0000000000000000UL
 378 #define _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED 0x0000000001000000UL
 379
 380 /*
 381  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
 382  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
 383  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
 384  */
 385 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
 386                                  _ASCE_ALT_EVENT)
 387
 388 /*
 389  * Page protection definitions.
 390  */
 391 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 392 #define PAGE_RO         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 393                                  _PAGE_NOEXEC  | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 394 #define PAGE_RX         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 395                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 396 #define PAGE_RW         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 397                                  _PAGE_NOEXEC  | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 398 #define PAGE_RWX        __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 399                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 400
 401 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 402                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY | _PAGE_NOEXEC)
 403 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 404                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY | _PAGE_NOEXEC)
 405 #define PAGE_KERNEL_RO  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_YOUNG | \
 406                                  _PAGE_PROTECT | _PAGE_NOEXEC)
 407 #define PAGE_KERNEL_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 408                                   _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
 409
 410 /*
 411  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
 412  * Read permission implies execute permission and write permission
 413  * implies read permission.
 414  */
 415          /*xwr*/
 416 #define __P000  PAGE_NONE
 417 #define __P001  PAGE_RO
 418 #define __P010  PAGE_RO
 419 #define __P011  PAGE_RO
 420 #define __P100  PAGE_RX
 421 #define __P101  PAGE_RX
 422 #define __P110  PAGE_RX
 423 #define __P111  PAGE_RX
 424
 425 #define __S000  PAGE_NONE
 426 #define __S001  PAGE_RO
 427 #define __S010  PAGE_RW
 428 #define __S011  PAGE_RW
 429 #define __S100  PAGE_RX
 430 #define __S101  PAGE_RX
 431 #define __S110  PAGE_RWX
 432 #define __S111  PAGE_RWX
 433
 434 /*
 435  * Segment entry (large page) protection definitions.
 436  */
 437 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
 438                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
 439 #define SEGMENT_RO      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 440                                  _SEGMENT_ENTRY_READ | \
 441                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 442 #define SEGMENT_RX      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 443                                  _SEGMENT_ENTRY_READ)
 444 #define SEGMENT_RW      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 445                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 446                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 447 #define SEGMENT_RWX     __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 448                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
 449 #define SEGMENT_KERNEL  __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |       \
 450                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 451                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 452                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 453                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 454                                  _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | \
 455                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 456 #define SEGMENT_KERNEL_RO __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |     \
 457                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 458                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 459                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 460                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 461                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 462
 463 /*
 464  * Region3 entry (large page) protection definitions.
 465  */
 466
 467 #define REGION3_KERNEL  __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 468                                  _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 469                                  _REGION3_ENTRY_READ |   \
 470                                  _REGION3_ENTRY_WRITE |  \
 471                                  _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 472                                  _REGION3_ENTRY_DIRTY | \
 473                                  _REGION_ENTRY_NOEXEC)
 474 #define REGION3_KERNEL_RO __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 475                                    _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 476                                    _REGION3_ENTRY_READ |   \
 477                                    _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 478                                    _REGION_ENTRY_PROTECT | \
 479                                    _REGION_ENTRY_NOEXEC)
 480
 481 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
 482 {
 483 #ifdef CONFIG_PGSTE
 484         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
 485                 return 1;
 486 #endif
 487         return 0;
 488 }
 489
 490 static inline int mm_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
 491 {
 492 #ifdef CONFIG_PGSTE
 493         if (unlikely(mm->context.alloc_pgste))
 494                 return 1;
 495 #endif
 496         return 0;
 497 }
 498
 499 /*
 500  * In the case that a guest uses storage keys
 501  * faults should no longer be backed by zero pages
 502  */
 503 #define mm_forbids_zeropage mm_use_skey
 504 static inline int mm_use_skey(struct mm_struct *mm)
 505 {
 506 #ifdef CONFIG_PGSTE
 507         if (mm->context.use_skey)
 508                 return 1;
 509 #endif
 510         return 0;
 511 }
 512
 513 static inline void csp(unsigned int *ptr, unsigned int old, unsigned int new)
 514 {
 515         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 516         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 517         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 518
 519         asm volatile(
 520                 "       csp     %0,%3"
 521                 : "+d" (reg2), "+m" (*ptr)
 522                 : "d" (reg3), "d" (address)
 523                 : "cc");
 524 }
 525
 526 static inline void cspg(unsigned long *ptr, unsigned long old, unsigned long new)
 527 {
 528         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 529         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 530         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 531
 532         asm volatile(
 533                 "       .insn   rre,0xb98a0000,%0,%3"
 534                 : "+d" (reg2), "+m" (*ptr)
 535                 : "d" (reg3), "d" (address)
 536                 : "cc");
 537 }
 538
 539 #define CRDTE_DTT_PAGE          0x00UL
 540 #define CRDTE_DTT_SEGMENT       0x10UL
 541 #define CRDTE_DTT_REGION3       0x14UL
 542 #define CRDTE_DTT_REGION2       0x18UL
 543 #define CRDTE_DTT_REGION1       0x1cUL
 544
 545 static inline void crdte(unsigned long old, unsigned long new,
 546                          unsigned long table, unsigned long dtt,
 547                          unsigned long address, unsigned long asce)
 548 {
 549         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 550         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 551         register unsigned long reg4 asm("4") = table | dtt;
 552         register unsigned long reg5 asm("5") = address;
 553
 554         asm volatile(".insn rrf,0xb98f0000,%0,%2,%4,0"
 555                      : "+d" (reg2)
 556                      : "d" (reg3), "d" (reg4), "d" (reg5), "a" (asce)
 557                      : "memory", "cc");
 558 }
 559
 560 /*
 561  * pgd/pmd/pte query functions
 562  */
 563 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 564 {
 565         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 566                 return 1;
 567         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 568 }
 569
 570 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 571 {
 572         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 573                 return 0;
 574         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
 575 }
 576
 577 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 578 {
 579         /*
 580          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
 581          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 582          * invalid for either table entry.
 583          */
 584         unsigned long mask =
 585                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
 586                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 587         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
 588 }
 589
 590 static inline int pud_present(pud_t pud)
 591 {
 592         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 593                 return 1;
 594         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 595 }
 596
 597 static inline int pud_none(pud_t pud)
 598 {
 599         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 600                 return 0;
 601         return pud_val(pud) == _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 602 }
 603
 604 static inline int pud_large(pud_t pud)
 605 {
 606         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 607                 return 0;
 608         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
 609 }
 610
 611 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
 612 {
 613         unsigned long origin_mask;
 614
 615         origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN;
 616         if (pud_large(pud))
 617                 origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
 618         return (pud_val(pud) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 619 }
 620
 621 static inline int pmd_large(pmd_t pmd)
 622 {
 623         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) != 0;
 624 }
 625
 626 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 627 {
 628         if (pmd_large(pmd))
 629                 return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
 630         return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS) != 0;
 631 }
 632
 633 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 634 {
 635         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 636                 return pmd_bad(__pmd(pud_val(pud)));
 637         if (pud_large(pud))
 638                 return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
 639         return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 640 }
 641
 642 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 643 {
 644         return pmd_val(pmd) != _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 645 }
 646
 647 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 648 {
 649         return pmd_val(pmd) == _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 650 }
 651
 652 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
 653 {
 654         unsigned long origin_mask;
 655
 656         origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
 657         if (pmd_large(pmd))
 658                 origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
 659         return (pmd_val(pmd) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 660 }
 661
 662 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
 663 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 664 {
 665         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE) != 0;
 666 }
 667
 668 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 669 {
 670         int dirty = 1;
 671         if (pmd_large(pmd))
 672                 dirty = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY) != 0;
 673         return dirty;
 674 }
 675
 676 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 677 {
 678         int young = 1;
 679         if (pmd_large(pmd))
 680                 young = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG) != 0;
 681         return young;
 682 }
 683
 684 static inline int pte_present(pte_t pte)
 685 {
 686         /* Bit pattern: (pte & 0x001) == 0x001 */
 687         return (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT) != 0;
 688 }
 689
 690 static inline int pte_none(pte_t pte)
 691 {
 692         /* Bit pattern: pte == 0x400 */
 693         return pte_val(pte) == _PAGE_INVALID;
 694 }
 695
 696 static inline int pte_swap(pte_t pte)
 697 {
 698         /* Bit pattern: (pte & 0x201) == 0x200 */
 699         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PROTECT | _PAGE_PRESENT))
 700                 == _PAGE_PROTECT;
 701 }
 702
 703 static inline int pte_special(pte_t pte)
 704 {
 705         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
 706 }
 707
 708 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 709 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
 710 {
 711         return pte_val(a) == pte_val(b);
 712 }
 713
 714 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 715 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 716 {
 717         return pte_present(pte) && !(pte_val(pte) & _PAGE_READ);
 718 }
 719
 720 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 721 {
 722         /* pmd_large(pmd) implies pmd_present(pmd) */
 723         return pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ);
 724 }
 725 #endif
 726
 727 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
 728 {
 729         return pte_val(pte) & _PAGE_SOFT_DIRTY;
 730 }
 731 #define pte_swp_soft_dirty pte_soft_dirty
 732
 733 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
 734 {
 735         pte_val(pte) |= _PAGE_SOFT_DIRTY;
 736         return pte;
 737 }
 738 #define pte_swp_mksoft_dirty pte_mksoft_dirty
 739
 740 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
 741 {
 742         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SOFT_DIRTY;
 743         return pte;
 744 }
 745 #define pte_swp_clear_soft_dirty pte_clear_soft_dirty
 746
 747 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
 748 {
 749         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 750 }
 751
 752 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
 753 {
 754         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 755         return pmd;
 756 }
 757
 758 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
 759 {
 760         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 761         return pmd;
 762 }
 763
 764 /*
 765  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
 766  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 767  */
 768 static inline int pte_write(pte_t pte)
 769 {
 770         return (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE) != 0;
 771 }
 772
 773 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 774 {
 775         return (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) != 0;
 776 }
 777
 778 static inline int pte_young(pte_t pte)
 779 {
 780         return (pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) != 0;
 781 }
 782
 783 #define __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
 784 static inline int pte_unused(pte_t pte)
 785 {
 786         return pte_val(pte) & _PAGE_UNUSED;
 787 }
 788
 789 /*
 790  * pgd/pmd/pte modification functions
 791  */
 792
 793 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
 794 {
 795         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 796                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 797 }
 798
 799 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
 800 {
 801         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 802                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 803 }
 804
 805 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 806 {
 807         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 808 }
 809
 810 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 811 {
 812         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
 813 }
 814
 815 /*
 816  * The following pte modification functions only work if
 817  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 818  */
 819 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 820 {
 821         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
 822         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
 823         /*
 824          * newprot for PAGE_NONE, PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW and PAGE_RWX
 825          * has the invalid bit set, clear it again for readable, young pages
 826          */
 827         if ((pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) && (pte_val(pte) & _PAGE_READ))
 828                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
 829         /*
 830          * newprot for PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW and PAGE_RWX has the page
 831          * protection bit set, clear it again for writable, dirty pages
 832          */
 833         if ((pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
 834                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 835         return pte;
 836 }
 837
 838 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 839 {
 840         pte_val(pte) &= ~_PAGE_WRITE;
 841         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
 842         return pte;
 843 }
 844
 845 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 846 {
 847         pte_val(pte) |= _PAGE_WRITE;
 848         if (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY)
 849                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 850         return pte;
 851 }
 852
 853 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 854 {
 855         pte_val(pte) &= ~_PAGE_DIRTY;
 856         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
 857         return pte;
 858 }
 859
 860 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 861 {
 862         pte_val(pte) |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_SOFT_DIRTY;
 863         if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
 864                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 865         return pte;
 866 }
 867
 868 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 869 {
 870         pte_val(pte) &= ~_PAGE_YOUNG;
 871         pte_val(pte) |= _PAGE_INVALID;
 872         return pte;
 873 }
 874
 875 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 876 {
 877         pte_val(pte) |= _PAGE_YOUNG;
 878         if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
 879                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
 880         return pte;
 881 }
 882
 883 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 884 {
 885         pte_val(pte) |= _PAGE_SPECIAL;
 886         return pte;
 887 }
 888
 889 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 890 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 891 {
 892         pte_val(pte) |= _PAGE_LARGE;
 893         return pte;
 894 }
 895 #endif
 896
 897 #define IPTE_GLOBAL     0
 898 #define IPTE_LOCAL      1
 899
 900 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep, int local)
 901 {
 902         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
 903
 904         /* Invalidation + TLB flush for the pte */
 905         asm volatile(
 906                 "       .insn rrf,0xb2210000,%[r1],%[r2],0,%[m4]"
 907                 : "+m" (*ptep) : [r1] "a" (pto), [r2] "a" (address),
 908                   [m4] "i" (local));
 909 }
 910
 911 static inline void __ptep_ipte_range(unsigned long address, int nr,
 912                                      pte_t *ptep, int local)
 913 {
 914         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
 915
 916         /* Invalidate a range of ptes + TLB flush of the ptes */
 917         do {
 918                 asm volatile(
 919                         "       .insn rrf,0xb2210000,%[r1],%[r2],%[r3],%[m4]"
 920                         : [r2] "+a" (address), [r3] "+a" (nr)
 921                         : [r1] "a" (pto), [m4] "i" (local) : "memory");
 922         } while (nr != 255);
 923 }
 924
 925 /*
 926  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
 927  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
 928  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
 929  * to modify an active pte. The sequence is
 930  *   1) ptep_get_and_clear
 931  *   2) set_pte_at
 932  *   3) flush_tlb_range
 933  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
 934  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
 935  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
 936  * is a nop.
 937  */
 938 pte_t ptep_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 939 pte_t ptep_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 940
 941 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 942 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 943                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
 944 {
 945         pte_t pte = *ptep;
 946
 947         pte = ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, pte_mkold(pte));
 948         return pte_young(pte);
 949 }
 950
 951 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 952 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 953                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
 954 {
 955         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
 956 }
 957
 958 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 959 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 960                                        unsigned long addr, pte_t *ptep)
 961 {
 962         return ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 963 }
 964
 965 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
 966 pte_t ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *);
 967 void ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 968
 969 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
 970 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
 971                                      unsigned long addr, pte_t *ptep)
 972 {
 973         return ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 974 }
 975
 976 /*
 977  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
 978  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
 979  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
 980  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
 981  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
 982  */
 983 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
 984 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
 985                                             unsigned long addr,
 986                                             pte_t *ptep, int full)
 987 {
 988         if (full) {
 989                 pte_t pte = *ptep;
 990                 *ptep = __pte(_PAGE_INVALID);
 991                 return pte;
 992         }
 993         return ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 994 }
 995
 996 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 997 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 998                                       unsigned long addr, pte_t *ptep)
 999 {
1000         pte_t pte = *ptep;
1001
1002         if (pte_write(pte))
1003                 ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, pte_wrprotect(pte));
1004 }
1005
1006 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1007 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1008                                         unsigned long addr, pte_t *ptep,
1009                                         pte_t entry, int dirty)
1010 {
1011         if (pte_same(*ptep, entry))
1012                 return 0;
1013         ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, entry);
1014         return 1;
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Additional functions to handle KVM guest page tables
1019  */
1020 void ptep_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1021                      pte_t *ptep, pte_t entry);
1022 void ptep_set_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1023 void ptep_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1024                  pte_t *ptep, unsigned long bits);
1025 int ptep_force_prot(struct mm_struct *mm, unsigned long gaddr,
1026                     pte_t *ptep, int prot, unsigned long bit);
1027 void ptep_zap_unused(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1028                      pte_t *ptep , int reset);
1029 void ptep_zap_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1030 int ptep_shadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr,
1031                     pte_t *sptep, pte_t *tptep, pte_t pte);
1032 void ptep_unshadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr, pte_t *ptep);
1033
1034 bool test_and_clear_guest_dirty(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
1035 int set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1036                           unsigned char key, bool nq);
1037 int cond_set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1038                                unsigned char key, unsigned char *oldkey,
1039                                bool nq, bool mr, bool mc);
1040 int reset_guest_reference_bit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1041 int get_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1042                           unsigned char *key);
1043
1044 /*
1045  * Certain architectures need to do special things when PTEs
1046  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
1047  * hook is made available.
1048  */
1049 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1050                               pte_t *ptep, pte_t entry)
1051 {
1052         if (!MACHINE_HAS_NX)
1053                 pte_val(entry) &= ~_PAGE_NOEXEC;
1054         if (mm_has_pgste(mm))
1055                 ptep_set_pte_at(mm, addr, ptep, entry);
1056         else
1057                 *ptep = entry;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1062  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1063  */
1064 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1065 {
1066         pte_t __pte;
1067         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
1068         return pte_mkyoung(__pte);
1069 }
1070
1071 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1072 {
1073         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1074         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1075
1076         if (pte_write(__pte) && PageDirty(page))
1077                 __pte = pte_mkdirty(__pte);
1078         return __pte;
1079 }
1080
1081 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1082 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1083 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1084 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
1085
1086 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
1087 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
1088
1089 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1090 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1091 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1092
1093 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1094 {
1095         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
1096         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1097                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
1098         return pud  + pud_index(address);
1099 }
1100
1101 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
1102 {
1103         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
1104         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1105                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
1106         return pmd + pmd_index(address);
1107 }
1108
1109 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
1110 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1111 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1112
1113 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_pfn(pmd))
1114 #define pud_page(pud) pfn_to_page(pud_pfn(pud))
1115
1116 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
1117 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
1118 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
1119 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
1120 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
1121
1122 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1123 {
1124         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1125         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1126         return pmd;
1127 }
1128
1129 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
1130 {
1131         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1132         if (pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1133                 return pmd;
1134         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1135         return pmd;
1136 }
1137
1138 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
1139 {
1140         if (pmd_large(pmd)) {
1141                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1142                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1143         }
1144         return pmd;
1145 }
1146
1147 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1148 {
1149         if (pmd_large(pmd)) {
1150                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_DIRTY |
1151                                 _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1152                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
1153                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1154         }
1155         return pmd;
1156 }
1157
1158 static inline pud_t pud_wrprotect(pud_t pud)
1159 {
1160         pud_val(pud) &= ~_REGION3_ENTRY_WRITE;
1161         pud_val(pud) |= _REGION_ENTRY_PROTECT;
1162         return pud;
1163 }
1164
1165 static inline pud_t pud_mkwrite(pud_t pud)
1166 {
1167         pud_val(pud) |= _REGION3_ENTRY_WRITE;
1168         if (pud_large(pud) && !(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_DIRTY))
1169                 return pud;
1170         pud_val(pud) &= ~_REGION_ENTRY_PROTECT;
1171         return pud;
1172 }
1173
1174 static inline pud_t pud_mkclean(pud_t pud)
1175 {
1176         if (pud_large(pud)) {
1177                 pud_val(pud) &= ~_REGION3_ENTRY_DIRTY;
1178                 pud_val(pud) |= _REGION_ENTRY_PROTECT;
1179         }
1180         return pud;
1181 }
1182
1183 static inline pud_t pud_mkdirty(pud_t pud)
1184 {
1185         if (pud_large(pud)) {
1186                 pud_val(pud) |= _REGION3_ENTRY_DIRTY |
1187                                 _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1188                 if (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_WRITE)
1189                         pud_val(pud) &= ~_REGION_ENTRY_PROTECT;
1190         }
1191         return pud;
1192 }
1193
1194 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1195 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1196 {
1197         /*
1198          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW or PAGE_RWX
1199          * (see __Pxxx / __Sxxx). Convert to segment table entry format.
1200          */
1201         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1202                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1203         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RO))
1204                 return pgprot_val(SEGMENT_RO);
1205         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RX))
1206                 return pgprot_val(SEGMENT_RX);
1207         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RW))
1208                 return pgprot_val(SEGMENT_RW);
1209         return pgprot_val(SEGMENT_RWX);
1210 }
1211
1212 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1213 {
1214         if (pmd_large(pmd)) {
1215                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1216                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ)
1217                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1218         }
1219         return pmd;
1220 }
1221
1222 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1223 {
1224         if (pmd_large(pmd)) {
1225                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1226                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1227         }
1228         return pmd;
1229 }
1230
1231 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1232 {
1233         if (pmd_large(pmd)) {
1234                 pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE |
1235                         _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | _SEGMENT_ENTRY_YOUNG |
1236                         _SEGMENT_ENTRY_LARGE | _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1237                 pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1238                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1239                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1240                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG))
1241                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1242                 return pmd;
1243         }
1244         pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
1245         pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1246         return pmd;
1247 }
1248
1249 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1250 {
1251         pmd_t __pmd;
1252         pmd_val(__pmd) = physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot);
1253         return __pmd;
1254 }
1255
1256 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1257
1258 static inline void __pmdp_csp(pmd_t *pmdp)
1259 {
1260         csp((unsigned int *)pmdp + 1, pmd_val(*pmdp),
1261             pmd_val(*pmdp) | _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1262 }
1263
1264 #define IDTE_GLOBAL     0
1265 #define IDTE_LOCAL      1
1266
1267 static inline void __pmdp_idte(unsigned long address, pmd_t *pmdp, int local)
1268 {
1269         unsigned long sto;
1270
1271         sto = (unsigned long) pmdp - pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1272         asm volatile(
1273                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%[r1],%[r2],0,%[m4]"
1274                 : "+m" (*pmdp)
1275                 : [r1] "a" (sto), [r2] "a" ((address & HPAGE_MASK)),
1276                   [m4] "i" (local)
1277                 : "cc" );
1278 }
1279
1280 static inline void __pudp_idte(unsigned long address, pud_t *pudp, int local)
1281 {
1282         unsigned long r3o;
1283
1284         r3o = (unsigned long) pudp - pud_index(address) * sizeof(pud_t);
1285         r3o |= _ASCE_TYPE_REGION3;
1286         asm volatile(
1287                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%[r1],%[r2],0,%[m4]"
1288                 : "+m" (*pudp)
1289                 : [r1] "a" (r3o), [r2] "a" ((address & PUD_MASK)),
1290                   [m4] "i" (local)
1291                 : "cc");
1292 }
1293
1294 pmd_t pmdp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1295 pmd_t pmdp_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1296 pud_t pudp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pud_t *, pud_t);
1297
1298 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1299
1300 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1301 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1302                                 pgtable_t pgtable);
1303
1304 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1305 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
1306
1307 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
1308 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1309                                         unsigned long addr, pmd_t *pmdp,
1310                                         pmd_t entry, int dirty)
1311 {
1312         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1313
1314         entry = pmd_mkyoung(entry);
1315         if (dirty)
1316                 entry = pmd_mkdirty(entry);
1317         if (pmd_val(*pmdp) == pmd_val(entry))
1318                 return 0;
1319         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, entry);
1320         return 1;
1321 }
1322
1323 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1324 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1325                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1326 {
1327         pmd_t pmd = *pmdp;
1328
1329         pmd = pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, pmd_mkold(pmd));
1330         return pmd_young(pmd);
1331 }
1332
1333 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1334 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1335                                          unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1336 {
1337         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1338         return pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmdp);
1339 }
1340
1341 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1342                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1343 {
1344         if (!MACHINE_HAS_NX)
1345                 pmd_val(entry) &= ~_SEGMENT_ENTRY_NOEXEC;
1346         *pmdp = entry;
1347 }
1348
1349 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1350 {
1351         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1352         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1353         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1354         return pmd;
1355 }
1356
1357 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1358 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1359                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1360 {
1361         return pmdp_xchg_direct(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1362 }
1363
1364 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
1365 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1366                                                  unsigned long addr,
1367                                                  pmd_t *pmdp, int full)
1368 {
1369         if (full) {
1370                 pmd_t pmd = *pmdp;
1371                 *pmdp = __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY);
1372                 return pmd;
1373         }
1374         return pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1375 }
1376
1377 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
1378 static inline pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1379                                           unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1380 {
1381         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, pmdp);
1382 }
1383
1384 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1385 static inline void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1386                                    unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1387 {
1388         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1389 }
1390
1391 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1392 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1393                                       unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1394 {
1395         pmd_t pmd = *pmdp;
1396
1397         if (pmd_write(pmd))
1398                 pmd = pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1399 }
1400
1401 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
1402                                         unsigned long address,
1403                                         pmd_t *pmdp)
1404 {
1405         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1406 }
1407 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
1408
1409 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1410 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1411
1412 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1413 {
1414         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1415 }
1416
1417 #define has_transparent_hugepage has_transparent_hugepage
1418 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1419 {
1420         return MACHINE_HAS_EDAT1 ? 1 : 0;
1421 }
1422 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1423
1424 /*
1425  * 64 bit swap entry format:
1426  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1427  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise a specification
1428  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1429  * specification exception has the bad habit not to store necessary
1430  * information in the lowcore.
1431  * Bits 54 and 63 are used to indicate the page type.
1432  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x201) == 0x200
1433  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-62 to store type and offset.
1434  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 52 bits from 0-51
1435  * for the offset.
1436  * |                      offset                        |01100|type |00|
1437  * |0000000000111111111122222222223333333333444444444455|55555|55566|66|
1438  * |0123456789012345678901234567890123456789012345678901|23456|78901|23|
1439  */
1440
1441 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << 52) - 1)
1442 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      12
1443 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << 5) - 1)
1444 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
1445
1446 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1447 {
1448         pte_t pte;
1449
1450         pte_val(pte) = _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT;
1451         pte_val(pte) |= (offset & __SWP_OFFSET_MASK) << __SWP_OFFSET_SHIFT;
1452         pte_val(pte) |= (type & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT;
1453         return pte;
1454 }
1455
1456 static inline unsigned long __swp_type(swp_entry_t entry)
1457 {
1458         return (entry.val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK;
1459 }
1460
1461 static inline unsigned long __swp_offset(swp_entry_t entry)
1462 {
1463         return (entry.val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK;
1464 }
1465
1466 static inline swp_entry_t __swp_entry(unsigned long type, unsigned long offset)
1467 {
1468         return (swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte(type, offset)) };
1469 }
1470
1471 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1472 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1473
1474 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1475
1476 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1477
1478 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1479 extern int vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1480 extern int s390_enable_sie(void);
1481 extern int s390_enable_skey(void);
1482 extern void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm);
1483
1484 /* s390 has a private copy of get unmapped area to deal with cache synonyms */
1485 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
1486 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
1487
1488 /*
1489  * No page table caches to initialise
1490  */
1491 static inline void pgtable_cache_init(void) { }
1492 static inline void check_pgt_cache(void) { }
1493
1494 #include <asm-generic/pgtable.h>
1495
1496 #endif /* _S390_PAGE_H */