arch/s390/include/asm/pgtable.h

   1 /*
   2  *  S390 version
   3  *    Copyright IBM Corp. 1999, 2000
   4  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
   5  *               Ulrich Weigand (weigand@de.ibm.com)
   6  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
   7  *
   8  *  Derived from "include/asm-i386/pgtable.h"
   9  */
  10
  11 #ifndef _ASM_S390_PGTABLE_H
  12 #define _ASM_S390_PGTABLE_H
  13
  14 /*
  15  * The Linux memory management assumes a three-level page table setup.
  16  * For s390 64 bit we use up to four of the five levels the hardware
  17  * provides (region first tables are not used).
  18  *
  19  * The "pgd_xxx()" functions are trivial for a folded two-level
  20  * setup: the pgd is never bad, and a pmd always exists (as it's folded
  21  * into the pgd entry)
  22  *
  23  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
  24  * the S390 page table tree.
  25  */
  26 #ifndef __ASSEMBLY__
  27 #include <linux/sched.h>
  28 #include <linux/mm_types.h>
  29 #include <linux/page-flags.h>
  30 #include <linux/radix-tree.h>
  31 #include <linux/atomic.h>
  32 #include <asm/bug.h>
  33 #include <asm/page.h>
  34
  35 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
  36 extern void paging_init(void);
  37 extern void vmem_map_init(void);
  38 pmd_t *vmem_pmd_alloc(void);
  39 pte_t *vmem_pte_alloc(void);
  40
  41 enum {
  42         PG_DIRECT_MAP_4K = 0,
  43         PG_DIRECT_MAP_1M,
  44         PG_DIRECT_MAP_2G,
  45         PG_DIRECT_MAP_MAX
  46 };
  47
  48 extern atomic_long_t direct_pages_count[PG_DIRECT_MAP_MAX];
  49
  50 static inline void update_page_count(int level, long count)
  51 {
  52         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROC_FS))
  53                 atomic_long_add(count, &direct_pages_count[level]);
  54 }
  55
  56 struct seq_file;
  57 void arch_report_meminfo(struct seq_file *m);
  58
  59 /*
  60  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
  61  * tables contain all the necessary information.
  62  */
  63 #define update_mmu_cache(vma, address, ptep)     do { } while (0)
  64 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, ptep) do { } while (0)
  65
  66 /*
  67  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero; used
  68  * for zero-mapped memory areas etc..
  69  */
  70
  71 extern unsigned long empty_zero_page;
  72 extern unsigned long zero_page_mask;
  73
  74 #define ZERO_PAGE(vaddr) \
  75         (virt_to_page((void *)(empty_zero_page + \
  76          (((unsigned long)(vaddr)) &zero_page_mask))))
  77 #define __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
  78
  79 /* TODO: s390 cannot support io_remap_pfn_range... */
  80 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
  81
  82 /*
  83  * PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
  84  * table can map
  85  * PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map
  86  */
  87 #define PMD_SHIFT       20
  88 #define PUD_SHIFT       31
  89 #define PGDIR_SHIFT     42
  90
  91 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
  92 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
  93 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
  94 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
  95 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
  96 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
  97
  98 /*
  99  * entries per page directory level: the S390 is two-level, so
 100  * we don't really have any PMD directory physically.
 101  * for S390 segment-table entries are combined to one PGD
 102  * that leads to 1024 pte per pgd
 103  */
 104 #define PTRS_PER_PTE    256
 105 #define PTRS_PER_PMD    2048
 106 #define PTRS_PER_PUD    2048
 107 #define PTRS_PER_PGD    2048
 108
 109 #define FIRST_USER_ADDRESS  0UL
 110
 111 #define pte_ERROR(e) \
 112         printk("%s:%d: bad pte %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pte_val(e))
 113 #define pmd_ERROR(e) \
 114         printk("%s:%d: bad pmd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pmd_val(e))
 115 #define pud_ERROR(e) \
 116         printk("%s:%d: bad pud %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pud_val(e))
 117 #define pgd_ERROR(e) \
 118         printk("%s:%d: bad pgd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pgd_val(e))
 119
 120 #ifndef __ASSEMBLY__
 121 /*
 122  * The vmalloc and module area will always be on the topmost area of the
 123  * kernel mapping. We reserve 128GB (64bit) for vmalloc and modules.
 124  * On 64 bit kernels we have a 2GB area at the top of the vmalloc area where
 125  * modules will reside. That makes sure that inter module branches always
 126  * happen without trampolines and in addition the placement within a 2GB frame
 127  * is branch prediction unit friendly.
 128  */
 129 extern unsigned long VMALLOC_START;
 130 extern unsigned long VMALLOC_END;
 131 extern struct page *vmemmap;
 132
 133 #define VMEM_MAX_PHYS ((unsigned long) vmemmap)
 134
 135 extern unsigned long MODULES_VADDR;
 136 extern unsigned long MODULES_END;
 137 #define MODULES_VADDR   MODULES_VADDR
 138 #define MODULES_END     MODULES_END
 139 #define MODULES_LEN     (1UL << 31)
 140
 141 static inline int is_module_addr(void *addr)
 142 {
 143         BUILD_BUG_ON(MODULES_LEN > (1UL << 31));
 144         if (addr < (void *)MODULES_VADDR)
 145                 return 0;
 146         if (addr > (void *)MODULES_END)
 147                 return 0;
 148         return 1;
 149 }
 150
 151 /*
 152  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
 153  * |                     PFRA                         |0IPC|  OS  |
 154  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 155  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 156  *
 157  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
 158  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 159  * C Change-bit override: HW is not required to set change bit
 160  *
 161  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
 162  * |        P-table origin                              |      TT
 163  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 164  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 165  *
 166  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 167  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
 168  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 169  * TT Type 00
 170  *
 171  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
 172  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
 173  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 174  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 175  *
 176  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 177  * TT Type 01
 178  * TF
 179  * TL Table length
 180  *
 181  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
 182  * |      region table origon                          |       DTTL
 183  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 184  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 185  *
 186  * X Space-Switch event:
 187  * G Segment-Invalid Bit:
 188  * P Private-Space Bit:
 189  * S Storage-Alteration:
 190  * R Real space
 191  * TL Table-Length:
 192  *
 193  * A storage key has the following format:
 194  * | ACC |F|R|C|0|
 195  *  0   3 4 5 6 7
 196  * ACC: access key
 197  * F  : fetch protection bit
 198  * R  : referenced bit
 199  * C  : changed bit
 200  */
 201
 202 /* Hardware bits in the page table entry */
 203 #define _PAGE_PROTECT   0x200           /* HW read-only bit  */
 204 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
 205 #define _PAGE_LARGE     0x800           /* Bit to mark a large pte */
 206
 207 /* Software bits in the page table entry */
 208 #define _PAGE_PRESENT   0x001           /* SW pte present bit */
 209 #define _PAGE_YOUNG     0x004           /* SW pte young bit */
 210 #define _PAGE_DIRTY     0x008           /* SW pte dirty bit */
 211 #define _PAGE_READ      0x010           /* SW pte read bit */
 212 #define _PAGE_WRITE     0x020           /* SW pte write bit */
 213 #define _PAGE_SPECIAL   0x040           /* SW associated with special page */
 214 #define _PAGE_UNUSED    0x080           /* SW bit for pgste usage state */
 215 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
 216
 217 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 218 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x002          /* SW pte soft dirty bit */
 219 #else
 220 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x000
 221 #endif
 222
 223 /* Set of bits not changed in pte_modify */
 224 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_DIRTY | \
 225                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_SOFT_DIRTY)
 226
 227 /*
 228  * handle_pte_fault uses pte_present and pte_none to find out the pte type
 229  * WITHOUT holding the page table lock. The _PAGE_PRESENT bit is used to
 230  * distinguish present from not-present ptes. It is changed only with the page
 231  * table lock held.
 232  *
 233  * The following table gives the different possible bit combinations for
 234  * the pte hardware and software bits in the last 12 bits of a pte
 235  * (. unassigned bit, x don't care, t swap type):
 236  *
 237  *                              842100000000
 238  *                              000084210000
 239  *                              000000008421
 240  *                              .IR.uswrdy.p
 241  * empty                        .10.00000000
 242  * swap                         .11..ttttt.0
 243  * prot-none, clean, old        .11.xx0000.1
 244  * prot-none, clean, young      .11.xx0001.1
 245  * prot-none, dirty, old        .10.xx0010.1
 246  * prot-none, dirty, young      .10.xx0011.1
 247  * read-only, clean, old        .11.xx0100.1
 248  * read-only, clean, young      .01.xx0101.1
 249  * read-only, dirty, old        .11.xx0110.1
 250  * read-only, dirty, young      .01.xx0111.1
 251  * read-write, clean, old       .11.xx1100.1
 252  * read-write, clean, young     .01.xx1101.1
 253  * read-write, dirty, old       .10.xx1110.1
 254  * read-write, dirty, young     .00.xx1111.1
 255  * HW-bits: R read-only, I invalid
 256  * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
 257  *          u unused, l large
 258  *
 259  * pte_none    is true for the bit pattern .10.00000000, pte == 0x400
 260  * pte_swap    is true for the bit pattern .11..ooooo.0, (pte & 0x201) == 0x200
 261  * pte_present is true for the bit pattern .xx.xxxxxx.1, (pte & 0x001) == 0x001
 262  */
 263
 264 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
 265 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
 266 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 267 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 268 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
 269 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
 270 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
 271 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
 272 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
 273 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
 274 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
 275 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
 276
 277 /* Bits in the region table entry */
 278 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 279 #define _REGION_ENTRY_PROTECT   0x200   /* region protection bit            */
 280 #define _REGION_ENTRY_INVALID   0x20    /* invalid region table entry       */
 281 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
 282 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
 283 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
 284 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
 285 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
 286
 287 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 288 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 289 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 290 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 291 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 292 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 293
 294 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0x7fffffffUL /* large page address      */
 295 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN  ~0x7ffUL/* region third table origin          */
 296
 297 #define _REGION3_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW region dirty bit */
 298 #define _REGION3_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW region young bit */
 299 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x0400  /* RTTE-format control, large page  */
 300 #define _REGION3_ENTRY_READ     0x0002  /* SW region read bit */
 301 #define _REGION3_ENTRY_WRITE    0x0001  /* SW region write bit */
 302
 303 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 304 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW region soft dirty bit */
 305 #else
 306 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW region soft dirty bit */
 307 #endif
 308
 309 #define _REGION_ENTRY_BITS       0xfffffffffffff227UL
 310 #define _REGION_ENTRY_BITS_LARGE 0xffffffff8000fe27UL
 311
 312 /* Bits in the segment table entry */
 313 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS     0xfffffffffffffe33UL
 314 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE 0xfffffffffff0ff33UL
 315 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
 316 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
 317 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* page protection bit              */
 318 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
 319
 320 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
 321 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
 322
 323 #define _SEGMENT_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW segment dirty bit */
 324 #define _SEGMENT_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW segment young bit */
 325 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x0400  /* STE-format control, large page */
 326 #define _SEGMENT_ENTRY_READ     0x0002  /* SW segment read bit */
 327 #define _SEGMENT_ENTRY_WRITE    0x0001  /* SW segment write bit */
 328
 329 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 330 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW segment soft dirty bit */
 331 #else
 332 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW segment soft dirty bit */
 333 #endif
 334
 335 /*
 336  * Segment table and region3 table entry encoding
 337  * (R = read-only, I = invalid, y = young bit):
 338  *                              dy..R...I...rw
 339  * prot-none, clean, old        00..1...1...00
 340  * prot-none, clean, young      01..1...1...00
 341  * prot-none, dirty, old        10..1...1...00
 342  * prot-none, dirty, young      11..1...1...00
 343  * read-only, clean, old        00..1...1...10
 344  * read-only, clean, young      01..1...0...10
 345  * read-only, dirty, old        10..1...1...10
 346  * read-only, dirty, young      11..1...0...10
 347  * read-write, clean, old       00..1...1...11
 348  * read-write, clean, young     01..1...0...11
 349  * read-write, dirty, old       10..0...1...11
 350  * read-write, dirty, young     11..0...0...11
 351  * The segment table origin is used to distinguish empty (origin==0) from
 352  * read-write, old segment table entries (origin!=0)
 353  * HW-bits: R read-only, I invalid
 354  * SW-bits: y young, d dirty, r read, w write
 355  */
 356
 357 /* Page status table bits for virtualization */
 358 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf000000000000000UL
 359 #define PGSTE_FP_BIT    0x0800000000000000UL
 360 #define PGSTE_PCL_BIT   0x0080000000000000UL
 361 #define PGSTE_HR_BIT    0x0040000000000000UL
 362 #define PGSTE_HC_BIT    0x0020000000000000UL
 363 #define PGSTE_GR_BIT    0x0004000000000000UL
 364 #define PGSTE_GC_BIT    0x0002000000000000UL
 365 #define PGSTE_UC_BIT    0x0000800000000000UL    /* user dirty (migration) */
 366 #define PGSTE_IN_BIT    0x0000400000000000UL    /* IPTE notify bit */
 367
 368 /* Guest Page State used for virtualization */
 369 #define _PGSTE_GPS_ZERO         0x0000000080000000UL
 370 #define _PGSTE_GPS_USAGE_MASK   0x0000000003000000UL
 371 #define _PGSTE_GPS_USAGE_STABLE 0x0000000000000000UL
 372 #define _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED 0x0000000001000000UL
 373
 374 /*
 375  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
 376  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
 377  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
 378  */
 379 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
 380                                  _ASCE_ALT_EVENT)
 381
 382 /*
 383  * Page protection definitions.
 384  */
 385 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_INVALID)
 386 #define PAGE_READ       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 387                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 388 #define PAGE_WRITE      __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 389                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 390
 391 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 392                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
 393 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 394                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
 395 #define PAGE_KERNEL_RO  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_YOUNG | \
 396                                  _PAGE_PROTECT)
 397
 398 /*
 399  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
 400  * Read permission implies execute permission and write permission
 401  * implies read permission.
 402  */
 403          /*xwr*/
 404 #define __P000  PAGE_NONE
 405 #define __P001  PAGE_READ
 406 #define __P010  PAGE_READ
 407 #define __P011  PAGE_READ
 408 #define __P100  PAGE_READ
 409 #define __P101  PAGE_READ
 410 #define __P110  PAGE_READ
 411 #define __P111  PAGE_READ
 412
 413 #define __S000  PAGE_NONE
 414 #define __S001  PAGE_READ
 415 #define __S010  PAGE_WRITE
 416 #define __S011  PAGE_WRITE
 417 #define __S100  PAGE_READ
 418 #define __S101  PAGE_READ
 419 #define __S110  PAGE_WRITE
 420 #define __S111  PAGE_WRITE
 421
 422 /*
 423  * Segment entry (large page) protection definitions.
 424  */
 425 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
 426                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
 427 #define SEGMENT_READ    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 428                                  _SEGMENT_ENTRY_READ)
 429 #define SEGMENT_WRITE   __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 430                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
 431 #define SEGMENT_KERNEL  __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |       \
 432                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 433                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 434                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 435                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 436                                  _SEGMENT_ENTRY_DIRTY)
 437 #define SEGMENT_KERNEL_RO __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |     \
 438                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 439                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 440                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 441                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
 442
 443 /*
 444  * Region3 entry (large page) protection definitions.
 445  */
 446
 447 #define REGION3_KERNEL  __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 448                                  _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 449                                  _REGION3_ENTRY_READ |   \
 450                                  _REGION3_ENTRY_WRITE |  \
 451                                  _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 452                                  _REGION3_ENTRY_DIRTY)
 453 #define REGION3_KERNEL_RO __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 454                                    _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 455                                    _REGION3_ENTRY_READ |   \
 456                                    _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 457                                    _REGION_ENTRY_PROTECT)
 458
 459 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
 460 {
 461 #ifdef CONFIG_PGSTE
 462         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
 463                 return 1;
 464 #endif
 465         return 0;
 466 }
 467
 468 static inline int mm_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
 469 {
 470 #ifdef CONFIG_PGSTE
 471         if (unlikely(mm->context.alloc_pgste))
 472                 return 1;
 473 #endif
 474         return 0;
 475 }
 476
 477 /*
 478  * In the case that a guest uses storage keys
 479  * faults should no longer be backed by zero pages
 480  */
 481 #define mm_forbids_zeropage mm_use_skey
 482 static inline int mm_use_skey(struct mm_struct *mm)
 483 {
 484 #ifdef CONFIG_PGSTE
 485         if (mm->context.use_skey)
 486                 return 1;
 487 #endif
 488         return 0;
 489 }
 490
 491 static inline void csp(unsigned int *ptr, unsigned int old, unsigned int new)
 492 {
 493         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 494         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 495         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 496
 497         asm volatile(
 498                 "       csp     %0,%3"
 499                 : "+d" (reg2), "+m" (*ptr)
 500                 : "d" (reg3), "d" (address)
 501                 : "cc");
 502 }
 503
 504 static inline void cspg(unsigned long *ptr, unsigned long old, unsigned long new)
 505 {
 506         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 507         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 508         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 509
 510         asm volatile(
 511                 "       .insn   rre,0xb98a0000,%0,%3"
 512                 : "+d" (reg2), "+m" (*ptr)
 513                 : "d" (reg3), "d" (address)
 514                 : "cc");
 515 }
 516
 517 #define CRDTE_DTT_PAGE          0x00UL
 518 #define CRDTE_DTT_SEGMENT       0x10UL
 519 #define CRDTE_DTT_REGION3       0x14UL
 520 #define CRDTE_DTT_REGION2       0x18UL
 521 #define CRDTE_DTT_REGION1       0x1cUL
 522
 523 static inline void crdte(unsigned long old, unsigned long new,
 524                          unsigned long table, unsigned long dtt,
 525                          unsigned long address, unsigned long asce)
 526 {
 527         register unsigned long reg2 asm("2") = old;
 528         register unsigned long reg3 asm("3") = new;
 529         register unsigned long reg4 asm("4") = table | dtt;
 530         register unsigned long reg5 asm("5") = address;
 531
 532         asm volatile(".insn rrf,0xb98f0000,%0,%2,%4,0"
 533                      : "+d" (reg2)
 534                      : "d" (reg3), "d" (reg4), "d" (reg5), "a" (asce)
 535                      : "memory", "cc");
 536 }
 537
 538 /*
 539  * pgd/pmd/pte query functions
 540  */
 541 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 542 {
 543         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 544                 return 1;
 545         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 546 }
 547
 548 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 549 {
 550         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 551                 return 0;
 552         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
 553 }
 554
 555 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 556 {
 557         /*
 558          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
 559          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 560          * invalid for either table entry.
 561          */
 562         unsigned long mask =
 563                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INVALID &
 564                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 565         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
 566 }
 567
 568 static inline int pud_present(pud_t pud)
 569 {
 570         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 571                 return 1;
 572         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 573 }
 574
 575 static inline int pud_none(pud_t pud)
 576 {
 577         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 578                 return 0;
 579         return pud_val(pud) == _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 580 }
 581
 582 static inline int pud_large(pud_t pud)
 583 {
 584         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 585                 return 0;
 586         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
 587 }
 588
 589 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
 590 {
 591         unsigned long origin_mask;
 592
 593         origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN;
 594         if (pud_large(pud))
 595                 origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
 596         return (pud_val(pud) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 597 }
 598
 599 static inline int pmd_large(pmd_t pmd)
 600 {
 601         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) != 0;
 602 }
 603
 604 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 605 {
 606         if (pmd_large(pmd))
 607                 return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
 608         return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS) != 0;
 609 }
 610
 611 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 612 {
 613         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 614                 return pmd_bad(__pmd(pud_val(pud)));
 615         if (pud_large(pud))
 616                 return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS_LARGE) != 0;
 617         return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 618 }
 619
 620 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 621 {
 622         return pmd_val(pmd) != _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
 623 }
 624
 625 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 626 {
 627         return pmd_val(pmd) == _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
 628 }
 629
 630 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
 631 {
 632         unsigned long origin_mask;
 633
 634         origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
 635         if (pmd_large(pmd))
 636                 origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
 637         return (pmd_val(pmd) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 638 }
 639
 640 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
 641 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 642 {
 643         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE) != 0;
 644 }
 645
 646 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 647 {
 648         int dirty = 1;
 649         if (pmd_large(pmd))
 650                 dirty = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY) != 0;
 651         return dirty;
 652 }
 653
 654 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 655 {
 656         int young = 1;
 657         if (pmd_large(pmd))
 658                 young = (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG) != 0;
 659         return young;
 660 }
 661
 662 static inline int pte_present(pte_t pte)
 663 {
 664         /* Bit pattern: (pte & 0x001) == 0x001 */
 665         return (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT) != 0;
 666 }
 667
 668 static inline int pte_none(pte_t pte)
 669 {
 670         /* Bit pattern: pte == 0x400 */
 671         return pte_val(pte) == _PAGE_INVALID;
 672 }
 673
 674 static inline int pte_swap(pte_t pte)
 675 {
 676         /* Bit pattern: (pte & 0x201) == 0x200 */
 677         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PROTECT | _PAGE_PRESENT))
 678                 == _PAGE_PROTECT;
 679 }
 680
 681 static inline int pte_special(pte_t pte)
 682 {
 683         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
 684 }
 685
 686 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 687 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
 688 {
 689         return pte_val(a) == pte_val(b);
 690 }
 691
 692 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 693 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 694 {
 695         return pte_present(pte) && !(pte_val(pte) & _PAGE_READ);
 696 }
 697
 698 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 699 {
 700         /* pmd_large(pmd) implies pmd_present(pmd) */
 701         return pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ);
 702 }
 703 #endif
 704
 705 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
 706 {
 707         return pte_val(pte) & _PAGE_SOFT_DIRTY;
 708 }
 709 #define pte_swp_soft_dirty pte_soft_dirty
 710
 711 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
 712 {
 713         pte_val(pte) |= _PAGE_SOFT_DIRTY;
 714         return pte;
 715 }
 716 #define pte_swp_mksoft_dirty pte_mksoft_dirty
 717
 718 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
 719 {
 720         pte_val(pte) &= ~_PAGE_SOFT_DIRTY;
 721         return pte;
 722 }
 723 #define pte_swp_clear_soft_dirty pte_clear_soft_dirty
 724
 725 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
 726 {
 727         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 728 }
 729
 730 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
 731 {
 732         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 733         return pmd;
 734 }
 735
 736 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
 737 {
 738         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 739         return pmd;
 740 }
 741
 742 /*
 743  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
 744  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 745  */
 746 static inline int pte_write(pte_t pte)
 747 {
 748         return (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE) != 0;
 749 }
 750
 751 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 752 {
 753         return (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) != 0;
 754 }
 755
 756 static inline int pte_young(pte_t pte)
 757 {
 758         return (pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) != 0;
 759 }
 760
 761 #define __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
 762 static inline int pte_unused(pte_t pte)
 763 {
 764         return pte_val(pte) & _PAGE_UNUSED;
 765 }
 766
 767 /*
 768  * pgd/pmd/pte modification functions
 769  */
 770
 771 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
 772 {
 773         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 774                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 775 }
 776
 777 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
 778 {
 779         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 780                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 781 }
 782
 783 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 784 {
 785         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
 786 }
 787
 788 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 789 {
 790         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
 791 }
 792
 793 /*
 794  * The following pte modification functions only work if
 795  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 796  */
 797 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 798 {
 799         pte_val(pte) &= _PAGE_CHG_MASK;
 800         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
 801         /*
 802          * newprot for PAGE_NONE, PAGE_READ and PAGE_WRITE has the
 803          * invalid bit set, clear it again for readable, young pages
 804          */
 805         if ((pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) && (pte_val(pte) & _PAGE_READ))
 806                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
 807         /*
 808          * newprot for PAGE_READ and PAGE_WRITE has the page protection
 809          * bit set, clear it again for writable, dirty pages
 810          */
 811         if ((pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
 812                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 813         return pte;
 814 }
 815
 816 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 817 {
 818         pte_val(pte) &= ~_PAGE_WRITE;
 819         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
 820         return pte;
 821 }
 822
 823 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 824 {
 825         pte_val(pte) |= _PAGE_WRITE;
 826         if (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY)
 827                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 828         return pte;
 829 }
 830
 831 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 832 {
 833         pte_val(pte) &= ~_PAGE_DIRTY;
 834         pte_val(pte) |= _PAGE_PROTECT;
 835         return pte;
 836 }
 837
 838 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 839 {
 840         pte_val(pte) |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_SOFT_DIRTY;
 841         if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
 842                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_PROTECT;
 843         return pte;
 844 }
 845
 846 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 847 {
 848         pte_val(pte) &= ~_PAGE_YOUNG;
 849         pte_val(pte) |= _PAGE_INVALID;
 850         return pte;
 851 }
 852
 853 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 854 {
 855         pte_val(pte) |= _PAGE_YOUNG;
 856         if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
 857                 pte_val(pte) &= ~_PAGE_INVALID;
 858         return pte;
 859 }
 860
 861 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 862 {
 863         pte_val(pte) |= _PAGE_SPECIAL;
 864         return pte;
 865 }
 866
 867 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 868 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
 869 {
 870         pte_val(pte) |= _PAGE_LARGE;
 871         return pte;
 872 }
 873 #endif
 874
 875 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep)
 876 {
 877         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
 878
 879         /* Invalidation + global TLB flush for the pte */
 880         asm volatile(
 881                 "       ipte    %2,%3"
 882                 : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep), "a" (pto), "a" (address));
 883 }
 884
 885 static inline void __ptep_ipte_local(unsigned long address, pte_t *ptep)
 886 {
 887         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
 888
 889         /* Invalidation + local TLB flush for the pte */
 890         asm volatile(
 891                 "       .insn rrf,0xb2210000,%2,%3,0,1"
 892                 : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep), "a" (pto), "a" (address));
 893 }
 894
 895 static inline void __ptep_ipte_range(unsigned long address, int nr, pte_t *ptep)
 896 {
 897         unsigned long pto = (unsigned long) ptep;
 898
 899         /* Invalidate a range of ptes + global TLB flush of the ptes */
 900         do {
 901                 asm volatile(
 902                         "       .insn rrf,0xb2210000,%2,%0,%1,0"
 903                         : "+a" (address), "+a" (nr) : "a" (pto) : "memory");
 904         } while (nr != 255);
 905 }
 906
 907 /*
 908  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
 909  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
 910  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
 911  * to modify an active pte. The sequence is
 912  *   1) ptep_get_and_clear
 913  *   2) set_pte_at
 914  *   3) flush_tlb_range
 915  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
 916  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
 917  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
 918  * is a nop.
 919  */
 920 pte_t ptep_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 921 pte_t ptep_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 922
 923 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 924 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 925                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
 926 {
 927         pte_t pte = *ptep;
 928
 929         pte = ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, pte_mkold(pte));
 930         return pte_young(pte);
 931 }
 932
 933 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 934 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 935                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
 936 {
 937         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
 938 }
 939
 940 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 941 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 942                                        unsigned long addr, pte_t *ptep)
 943 {
 944         return ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 945 }
 946
 947 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
 948 pte_t ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *);
 949 void ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
 950
 951 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
 952 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
 953                                      unsigned long addr, pte_t *ptep)
 954 {
 955         return ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 956 }
 957
 958 /*
 959  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
 960  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
 961  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
 962  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
 963  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
 964  */
 965 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
 966 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
 967                                             unsigned long addr,
 968                                             pte_t *ptep, int full)
 969 {
 970         if (full) {
 971                 pte_t pte = *ptep;
 972                 *ptep = __pte(_PAGE_INVALID);
 973                 return pte;
 974         }
 975         return ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 976 }
 977
 978 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 979 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 980                                       unsigned long addr, pte_t *ptep)
 981 {
 982         pte_t pte = *ptep;
 983
 984         if (pte_write(pte))
 985                 ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, pte_wrprotect(pte));
 986 }
 987
 988 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
 989 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 990                                         unsigned long addr, pte_t *ptep,
 991                                         pte_t entry, int dirty)
 992 {
 993         if (pte_same(*ptep, entry))
 994                 return 0;
 995         ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, entry);
 996         return 1;
 997 }
 998
 999 /*
1000  * Additional functions to handle KVM guest page tables
1001  */
1002 void ptep_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1003                      pte_t *ptep, pte_t entry);
1004 void ptep_set_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1005 void ptep_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1006 void ptep_zap_unused(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1007                      pte_t *ptep , int reset);
1008 void ptep_zap_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1009
1010 bool test_and_clear_guest_dirty(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
1011 int set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1012                           unsigned char key, bool nq);
1013 unsigned char get_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1014
1015 /*
1016  * Certain architectures need to do special things when PTEs
1017  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
1018  * hook is made available.
1019  */
1020 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1021                               pte_t *ptep, pte_t entry)
1022 {
1023         if (mm_has_pgste(mm))
1024                 ptep_set_pte_at(mm, addr, ptep, entry);
1025         else
1026                 *ptep = entry;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1031  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1032  */
1033 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1034 {
1035         pte_t __pte;
1036         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
1037         return pte_mkyoung(__pte);
1038 }
1039
1040 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1041 {
1042         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1043         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1044
1045         if (pte_write(__pte) && PageDirty(page))
1046                 __pte = pte_mkdirty(__pte);
1047         return __pte;
1048 }
1049
1050 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1051 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1052 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1053 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
1054
1055 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
1056 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
1057
1058 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
1059 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1060 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
1061
1062 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1063 {
1064         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
1065         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1066                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
1067         return pud  + pud_index(address);
1068 }
1069
1070 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
1071 {
1072         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
1073         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1074                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
1075         return pmd + pmd_index(address);
1076 }
1077
1078 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
1079 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1080 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1081
1082 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_pfn(pmd))
1083 #define pud_page(pud) pfn_to_page(pud_pfn(pud))
1084
1085 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
1086 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
1087 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
1088 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
1089 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
1090
1091 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1092 {
1093         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1094         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1095         return pmd;
1096 }
1097
1098 static inline pmd_t pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
1099 {
1100         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_WRITE;
1101         if (pmd_large(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1102                 return pmd;
1103         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1104         return pmd;
1105 }
1106
1107 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
1108 {
1109         if (pmd_large(pmd)) {
1110                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1111                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1112         }
1113         return pmd;
1114 }
1115
1116 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1117 {
1118         if (pmd_large(pmd)) {
1119                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_DIRTY |
1120                                 _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1121                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
1122                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1123         }
1124         return pmd;
1125 }
1126
1127 static inline pud_t pud_wrprotect(pud_t pud)
1128 {
1129         pud_val(pud) &= ~_REGION3_ENTRY_WRITE;
1130         pud_val(pud) |= _REGION_ENTRY_PROTECT;
1131         return pud;
1132 }
1133
1134 static inline pud_t pud_mkwrite(pud_t pud)
1135 {
1136         pud_val(pud) |= _REGION3_ENTRY_WRITE;
1137         if (pud_large(pud) && !(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_DIRTY))
1138                 return pud;
1139         pud_val(pud) &= ~_REGION_ENTRY_PROTECT;
1140         return pud;
1141 }
1142
1143 static inline pud_t pud_mkclean(pud_t pud)
1144 {
1145         if (pud_large(pud)) {
1146                 pud_val(pud) &= ~_REGION3_ENTRY_DIRTY;
1147                 pud_val(pud) |= _REGION_ENTRY_PROTECT;
1148         }
1149         return pud;
1150 }
1151
1152 static inline pud_t pud_mkdirty(pud_t pud)
1153 {
1154         if (pud_large(pud)) {
1155                 pud_val(pud) |= _REGION3_ENTRY_DIRTY |
1156                                 _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1157                 if (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_WRITE)
1158                         pud_val(pud) &= ~_REGION_ENTRY_PROTECT;
1159         }
1160         return pud;
1161 }
1162
1163 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1164 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1165 {
1166         /*
1167          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_READ, or PAGE_WRITE (see __Pxxx / __Sxxx)
1168          * Convert to segment table entry format.
1169          */
1170         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1171                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1172         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_READ))
1173                 return pgprot_val(SEGMENT_READ);
1174         return pgprot_val(SEGMENT_WRITE);
1175 }
1176
1177 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1178 {
1179         if (pmd_large(pmd)) {
1180                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1181                 if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ)
1182                         pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1183         }
1184         return pmd;
1185 }
1186
1187 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1188 {
1189         if (pmd_large(pmd)) {
1190                 pmd_val(pmd) &= ~_SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1191                 pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1192         }
1193         return pmd;
1194 }
1195
1196 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1197 {
1198         if (pmd_large(pmd)) {
1199                 pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE |
1200                         _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | _SEGMENT_ENTRY_YOUNG |
1201                         _SEGMENT_ENTRY_LARGE | _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1202                 pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1203                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1204                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1205                 if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG))
1206                         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
1207                 return pmd;
1208         }
1209         pmd_val(pmd) &= _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
1210         pmd_val(pmd) |= massage_pgprot_pmd(newprot);
1211         return pmd;
1212 }
1213
1214 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1215 {
1216         pmd_t __pmd;
1217         pmd_val(__pmd) = physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot);
1218         return __pmd;
1219 }
1220
1221 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1222
1223 static inline void __pmdp_csp(pmd_t *pmdp)
1224 {
1225         csp((unsigned int *)pmdp + 1, pmd_val(*pmdp),
1226             pmd_val(*pmdp) | _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1227 }
1228
1229 static inline void __pmdp_idte(unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1230 {
1231         unsigned long sto;
1232
1233         sto = (unsigned long) pmdp - pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1234         asm volatile(
1235                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,0"
1236                 : "=m" (*pmdp)
1237                 : "m" (*pmdp), "a" (sto), "a" ((address & HPAGE_MASK))
1238                 : "cc" );
1239 }
1240
1241 static inline void __pudp_idte(unsigned long address, pud_t *pudp)
1242 {
1243         unsigned long r3o;
1244
1245         r3o = (unsigned long) pudp - pud_index(address) * sizeof(pud_t);
1246         r3o |= _ASCE_TYPE_REGION3;
1247         asm volatile(
1248                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,0"
1249                 : "=m" (*pudp)
1250                 : "m" (*pudp), "a" (r3o), "a" ((address & PUD_MASK))
1251                 : "cc");
1252 }
1253
1254 static inline void __pmdp_idte_local(unsigned long address, pmd_t *pmdp)
1255 {
1256         unsigned long sto;
1257
1258         sto = (unsigned long) pmdp - pmd_index(address) * sizeof(pmd_t);
1259         asm volatile(
1260                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,1"
1261                 : "=m" (*pmdp)
1262                 : "m" (*pmdp), "a" (sto), "a" ((address & HPAGE_MASK))
1263                 : "cc" );
1264 }
1265
1266 static inline void __pudp_idte_local(unsigned long address, pud_t *pudp)
1267 {
1268         unsigned long r3o;
1269
1270         r3o = (unsigned long) pudp - pud_index(address) * sizeof(pud_t);
1271         r3o |= _ASCE_TYPE_REGION3;
1272         asm volatile(
1273                 "       .insn   rrf,0xb98e0000,%2,%3,0,1"
1274                 : "=m" (*pudp)
1275                 : "m" (*pudp), "a" (r3o), "a" ((address & PUD_MASK))
1276                 : "cc");
1277 }
1278
1279 pmd_t pmdp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1280 pmd_t pmdp_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1281 pud_t pudp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pud_t *, pud_t);
1282
1283 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1284
1285 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1286 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1287                                 pgtable_t pgtable);
1288
1289 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1290 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
1291
1292 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
1293 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1294                                         unsigned long addr, pmd_t *pmdp,
1295                                         pmd_t entry, int dirty)
1296 {
1297         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1298
1299         entry = pmd_mkyoung(entry);
1300         if (dirty)
1301                 entry = pmd_mkdirty(entry);
1302         if (pmd_val(*pmdp) == pmd_val(entry))
1303                 return 0;
1304         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, entry);
1305         return 1;
1306 }
1307
1308 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1309 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1310                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1311 {
1312         pmd_t pmd = *pmdp;
1313
1314         pmd = pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, pmd_mkold(pmd));
1315         return pmd_young(pmd);
1316 }
1317
1318 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1319 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1320                                          unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1321 {
1322         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1323         return pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmdp);
1324 }
1325
1326 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1327                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1328 {
1329         *pmdp = entry;
1330 }
1331
1332 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1333 {
1334         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1335         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1336         pmd_val(pmd) |= _SEGMENT_ENTRY_PROTECT;
1337         return pmd;
1338 }
1339
1340 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1341 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1342                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1343 {
1344         return pmdp_xchg_direct(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1345 }
1346
1347 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
1348 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1349                                                  unsigned long addr,
1350                                                  pmd_t *pmdp, int full)
1351 {
1352         if (full) {
1353                 pmd_t pmd = *pmdp;
1354                 *pmdp = __pmd(_SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1355                 return pmd;
1356         }
1357         return pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1358 }
1359
1360 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
1361 static inline pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1362                                           unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1363 {
1364         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, pmdp);
1365 }
1366
1367 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1368 static inline void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1369                                    unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1370 {
1371         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1372 }
1373
1374 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1375 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1376                                       unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1377 {
1378         pmd_t pmd = *pmdp;
1379
1380         if (pmd_write(pmd))
1381                 pmd = pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1382 }
1383
1384 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
1385                                         unsigned long address,
1386                                         pmd_t *pmdp)
1387 {
1388         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1389 }
1390 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
1391
1392 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1393 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1394
1395 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1396 {
1397         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1398 }
1399
1400 #define has_transparent_hugepage has_transparent_hugepage
1401 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1402 {
1403         return MACHINE_HAS_HPAGE ? 1 : 0;
1404 }
1405 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1406
1407 /*
1408  * 64 bit swap entry format:
1409  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1410  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise a specification
1411  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1412  * specification exception has the bad habit not to store necessary
1413  * information in the lowcore.
1414  * Bits 54 and 63 are used to indicate the page type.
1415  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x201) == 0x200
1416  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-62 to store type and offset.
1417  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 52 bits from 0-51
1418  * for the offset.
1419  * |                      offset                        |01100|type |00|
1420  * |0000000000111111111122222222223333333333444444444455|55555|55566|66|
1421  * |0123456789012345678901234567890123456789012345678901|23456|78901|23|
1422  */
1423
1424 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << 52) - 1)
1425 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      12
1426 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << 5) - 1)
1427 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
1428
1429 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1430 {
1431         pte_t pte;
1432
1433         pte_val(pte) = _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT;
1434         pte_val(pte) |= (offset & __SWP_OFFSET_MASK) << __SWP_OFFSET_SHIFT;
1435         pte_val(pte) |= (type & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT;
1436         return pte;
1437 }
1438
1439 static inline unsigned long __swp_type(swp_entry_t entry)
1440 {
1441         return (entry.val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK;
1442 }
1443
1444 static inline unsigned long __swp_offset(swp_entry_t entry)
1445 {
1446         return (entry.val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK;
1447 }
1448
1449 static inline swp_entry_t __swp_entry(unsigned long type, unsigned long offset)
1450 {
1451         return (swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte(type, offset)) };
1452 }
1453
1454 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1455 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1456
1457 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1458
1459 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1460
1461 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1462 extern int vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1463 extern int s390_enable_sie(void);
1464 extern int s390_enable_skey(void);
1465 extern void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm);
1466
1467 /* s390 has a private copy of get unmapped area to deal with cache synonyms */
1468 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
1469 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
1470
1471 /*
1472  * No page table caches to initialise
1473  */
1474 static inline void pgtable_cache_init(void) { }
1475 static inline void check_pgt_cache(void) { }
1476
1477 #include <asm-generic/pgtable.h>
1478
1479 #endif /* _S390_PAGE_H */