arch/s390/mm/pgtable.c

   1 /*
   2  *    Copyright IBM Corp. 2007, 2011
   3  *    Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
   4  */
   5
   6 #include <linux/sched.h>
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/errno.h>
   9 #include <linux/gfp.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/smp.h>
  13 #include <linux/highmem.h>
  14 #include <linux/pagemap.h>
  15 #include <linux/spinlock.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/quicklist.h>
  18 #include <linux/rcupdate.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/swapops.h>
  21 #include <linux/sysctl.h>
  22 #include <linux/ksm.h>
  23 #include <linux/mman.h>
  24
  25 #include <asm/pgtable.h>
  26 #include <asm/pgalloc.h>
  27 #include <asm/tlb.h>
  28 #include <asm/tlbflush.h>
  29 #include <asm/mmu_context.h>
  30
  31 #define ALLOC_ORDER     2
  32 #define FRAG_MASK       0x03
  33
  34 unsigned int HPAGE_SHIFT;
  35
  36 unsigned long *crst_table_alloc(struct mm_struct *mm)
  37 {
  38         struct page *page = alloc_pages(GFP_KERNEL, ALLOC_ORDER);
  39
  40         if (!page)
  41                 return NULL;
  42         return (unsigned long *) page_to_phys(page);
  43 }
  44
  45 void crst_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
  46 {
  47         free_pages((unsigned long) table, ALLOC_ORDER);
  48 }
  49
  50 static void __crst_table_upgrade(void *arg)
  51 {
  52         struct mm_struct *mm = arg;
  53
  54         if (current->active_mm == mm) {
  55                 clear_user_asce();
  56                 set_user_asce(mm);
  57         }
  58         __tlb_flush_local();
  59 }
  60
  61 int crst_table_upgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
  62 {
  63         unsigned long *table, *pgd;
  64         unsigned long entry;
  65         int flush;
  66
  67         BUG_ON(limit > (1UL << 53));
  68         flush = 0;
  69 repeat:
  70         table = crst_table_alloc(mm);
  71         if (!table)
  72                 return -ENOMEM;
  73         spin_lock_bh(&mm->page_table_lock);
  74         if (mm->context.asce_limit < limit) {
  75                 pgd = (unsigned long *) mm->pgd;
  76                 if (mm->context.asce_limit <= (1UL << 31)) {
  77                         entry = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
  78                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
  79                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
  80                                                 _ASCE_USER_BITS |
  81                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
  82                 } else {
  83                         entry = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
  84                         mm->context.asce_limit = 1UL << 53;
  85                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
  86                                                 _ASCE_USER_BITS |
  87                                                 _ASCE_TYPE_REGION2;
  88                 }
  89                 crst_table_init(table, entry);
  90                 pgd_populate(mm, (pgd_t *) table, (pud_t *) pgd);
  91                 mm->pgd = (pgd_t *) table;
  92                 mm->task_size = mm->context.asce_limit;
  93                 table = NULL;
  94                 flush = 1;
  95         }
  96         spin_unlock_bh(&mm->page_table_lock);
  97         if (table)
  98                 crst_table_free(mm, table);
  99         if (mm->context.asce_limit < limit)
 100                 goto repeat;
 101         if (flush)
 102                 on_each_cpu(__crst_table_upgrade, mm, 0);
 103         return 0;
 104 }
 105
 106 void crst_table_downgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
 107 {
 108         pgd_t *pgd;
 109
 110         if (current->active_mm == mm) {
 111                 clear_user_asce();
 112                 __tlb_flush_mm(mm);
 113         }
 114         while (mm->context.asce_limit > limit) {
 115                 pgd = mm->pgd;
 116                 switch (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) {
 117                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R2:
 118                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
 119                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
 120                                                 _ASCE_USER_BITS |
 121                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
 122                         break;
 123                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R3:
 124                         mm->context.asce_limit = 1UL << 31;
 125                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
 126                                                 _ASCE_USER_BITS |
 127                                                 _ASCE_TYPE_SEGMENT;
 128                         break;
 129                 default:
 130                         BUG();
 131                 }
 132                 mm->pgd = (pgd_t *) (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 133                 mm->task_size = mm->context.asce_limit;
 134                 crst_table_free(mm, (unsigned long *) pgd);
 135         }
 136         if (current->active_mm == mm)
 137                 set_user_asce(mm);
 138 }
 139
 140 #ifdef CONFIG_PGSTE
 141
 142 /**
 143  * gmap_alloc - allocate a guest address space
 144  * @mm: pointer to the parent mm_struct
 145  * @limit: maximum size of the gmap address space
 146  *
 147  * Returns a guest address space structure.
 148  */
 149 struct gmap *gmap_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
 150 {
 151         struct gmap *gmap;
 152         struct page *page;
 153         unsigned long *table;
 154         unsigned long etype, atype;
 155
 156         if (limit < (1UL << 31)) {
 157                 limit = (1UL << 31) - 1;
 158                 atype = _ASCE_TYPE_SEGMENT;
 159                 etype = _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 160         } else if (limit < (1UL << 42)) {
 161                 limit = (1UL << 42) - 1;
 162                 atype = _ASCE_TYPE_REGION3;
 163                 etype = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 164         } else if (limit < (1UL << 53)) {
 165                 limit = (1UL << 53) - 1;
 166                 atype = _ASCE_TYPE_REGION2;
 167                 etype = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 168         } else {
 169                 limit = -1UL;
 170                 atype = _ASCE_TYPE_REGION1;
 171                 etype = _REGION1_ENTRY_EMPTY;
 172         }
 173         gmap = kzalloc(sizeof(struct gmap), GFP_KERNEL);
 174         if (!gmap)
 175                 goto out;
 176         INIT_LIST_HEAD(&gmap->crst_list);
 177         INIT_RADIX_TREE(&gmap->guest_to_host, GFP_KERNEL);
 178         INIT_RADIX_TREE(&gmap->host_to_guest, GFP_ATOMIC);
 179         spin_lock_init(&gmap->guest_table_lock);
 180         gmap->mm = mm;
 181         page = alloc_pages(GFP_KERNEL, ALLOC_ORDER);
 182         if (!page)
 183                 goto out_free;
 184         page->index = 0;
 185         list_add(&page->lru, &gmap->crst_list);
 186         table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 187         crst_table_init(table, etype);
 188         gmap->table = table;
 189         gmap->asce = atype | _ASCE_TABLE_LENGTH |
 190                 _ASCE_USER_BITS | __pa(table);
 191         gmap->asce_end = limit;
 192         down_write(&mm->mmap_sem);
 193         list_add(&gmap->list, &mm->context.gmap_list);
 194         up_write(&mm->mmap_sem);
 195         return gmap;
 196
 197 out_free:
 198         kfree(gmap);
 199 out:
 200         return NULL;
 201 }
 202 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_alloc);
 203
 204 static void gmap_flush_tlb(struct gmap *gmap)
 205 {
 206         if (MACHINE_HAS_IDTE)
 207                 __tlb_flush_asce(gmap->mm, gmap->asce);
 208         else
 209                 __tlb_flush_global();
 210 }
 211
 212 static void gmap_radix_tree_free(struct radix_tree_root *root)
 213 {
 214         struct radix_tree_iter iter;
 215         unsigned long indices[16];
 216         unsigned long index;
 217         void **slot;
 218         int i, nr;
 219
 220         /* A radix tree is freed by deleting all of its entries */
 221         index = 0;
 222         do {
 223                 nr = 0;
 224                 radix_tree_for_each_slot(slot, root, &iter, index) {
 225                         indices[nr] = iter.index;
 226                         if (++nr == 16)
 227                                 break;
 228                 }
 229                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 230                         index = indices[i];
 231                         radix_tree_delete(root, index);
 232                 }
 233         } while (nr > 0);
 234 }
 235
 236 /**
 237  * gmap_free - free a guest address space
 238  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 239  */
 240 void gmap_free(struct gmap *gmap)
 241 {
 242         struct page *page, *next;
 243
 244         /* Flush tlb. */
 245         if (MACHINE_HAS_IDTE)
 246                 __tlb_flush_asce(gmap->mm, gmap->asce);
 247         else
 248                 __tlb_flush_global();
 249
 250         /* Free all segment & region tables. */
 251         list_for_each_entry_safe(page, next, &gmap->crst_list, lru)
 252                 __free_pages(page, ALLOC_ORDER);
 253         gmap_radix_tree_free(&gmap->guest_to_host);
 254         gmap_radix_tree_free(&gmap->host_to_guest);
 255         down_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 256         list_del(&gmap->list);
 257         up_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 258         kfree(gmap);
 259 }
 260 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_free);
 261
 262 /**
 263  * gmap_enable - switch primary space to the guest address space
 264  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 265  */
 266 void gmap_enable(struct gmap *gmap)
 267 {
 268         S390_lowcore.gmap = (unsigned long) gmap;
 269 }
 270 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_enable);
 271
 272 /**
 273  * gmap_disable - switch back to the standard primary address space
 274  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 275  */
 276 void gmap_disable(struct gmap *gmap)
 277 {
 278         S390_lowcore.gmap = 0UL;
 279 }
 280 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_disable);
 281
 282 /*
 283  * gmap_alloc_table is assumed to be called with mmap_sem held
 284  */
 285 static int gmap_alloc_table(struct gmap *gmap, unsigned long *table,
 286                             unsigned long init, unsigned long gaddr)
 287 {
 288         struct page *page;
 289         unsigned long *new;
 290
 291         /* since we dont free the gmap table until gmap_free we can unlock */
 292         page = alloc_pages(GFP_KERNEL, ALLOC_ORDER);
 293         if (!page)
 294                 return -ENOMEM;
 295         new = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 296         crst_table_init(new, init);
 297         spin_lock(&gmap->mm->page_table_lock);
 298         if (*table & _REGION_ENTRY_INVALID) {
 299                 list_add(&page->lru, &gmap->crst_list);
 300                 *table = (unsigned long) new | _REGION_ENTRY_LENGTH |
 301                         (*table & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK);
 302                 page->index = gaddr;
 303                 page = NULL;
 304         }
 305         spin_unlock(&gmap->mm->page_table_lock);
 306         if (page)
 307                 __free_pages(page, ALLOC_ORDER);
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 /**
 312  * __gmap_segment_gaddr - find virtual address from segment pointer
 313  * @entry: pointer to a segment table entry in the guest address space
 314  *
 315  * Returns the virtual address in the guest address space for the segment
 316  */
 317 static unsigned long __gmap_segment_gaddr(unsigned long *entry)
 318 {
 319         struct page *page;
 320         unsigned long offset, mask;
 321
 322         offset = (unsigned long) entry / sizeof(unsigned long);
 323         offset = (offset & (PTRS_PER_PMD - 1)) * PMD_SIZE;
 324         mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
 325         page = virt_to_page((void *)((unsigned long) entry & mask));
 326         return page->index + offset;
 327 }
 328
 329 /**
 330  * __gmap_unlink_by_vmaddr - unlink a single segment via a host address
 331  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 332  * @vmaddr: address in the host process address space
 333  *
 334  * Returns 1 if a TLB flush is required
 335  */
 336 static int __gmap_unlink_by_vmaddr(struct gmap *gmap, unsigned long vmaddr)
 337 {
 338         unsigned long *entry;
 339         int flush = 0;
 340
 341         spin_lock(&gmap->guest_table_lock);
 342         entry = radix_tree_delete(&gmap->host_to_guest, vmaddr >> PMD_SHIFT);
 343         if (entry) {
 344                 flush = (*entry != _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
 345                 *entry = _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
 346         }
 347         spin_unlock(&gmap->guest_table_lock);
 348         return flush;
 349 }
 350
 351 /**
 352  * __gmap_unmap_by_gaddr - unmap a single segment via a guest address
 353  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 354  * @gaddr: address in the guest address space
 355  *
 356  * Returns 1 if a TLB flush is required
 357  */
 358 static int __gmap_unmap_by_gaddr(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 359 {
 360         unsigned long vmaddr;
 361
 362         vmaddr = (unsigned long) radix_tree_delete(&gmap->guest_to_host,
 363                                                    gaddr >> PMD_SHIFT);
 364         return vmaddr ? __gmap_unlink_by_vmaddr(gmap, vmaddr) : 0;
 365 }
 366
 367 /**
 368  * gmap_unmap_segment - unmap segment from the guest address space
 369  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 370  * @to: address in the guest address space
 371  * @len: length of the memory area to unmap
 372  *
 373  * Returns 0 if the unmap succeeded, -EINVAL if not.
 374  */
 375 int gmap_unmap_segment(struct gmap *gmap, unsigned long to, unsigned long len)
 376 {
 377         unsigned long off;
 378         int flush;
 379
 380         if ((to | len) & (PMD_SIZE - 1))
 381                 return -EINVAL;
 382         if (len == 0 || to + len < to)
 383                 return -EINVAL;
 384
 385         flush = 0;
 386         down_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 387         for (off = 0; off < len; off += PMD_SIZE)
 388                 flush |= __gmap_unmap_by_gaddr(gmap, to + off);
 389         up_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 390         if (flush)
 391                 gmap_flush_tlb(gmap);
 392         return 0;
 393 }
 394 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_unmap_segment);
 395
 396 /**
 397  * gmap_mmap_segment - map a segment to the guest address space
 398  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 399  * @from: source address in the parent address space
 400  * @to: target address in the guest address space
 401  * @len: length of the memory area to map
 402  *
 403  * Returns 0 if the mmap succeeded, -EINVAL or -ENOMEM if not.
 404  */
 405 int gmap_map_segment(struct gmap *gmap, unsigned long from,
 406                      unsigned long to, unsigned long len)
 407 {
 408         unsigned long off;
 409         int flush;
 410
 411         if ((from | to | len) & (PMD_SIZE - 1))
 412                 return -EINVAL;
 413         if (len == 0 || from + len < from || to + len < to ||
 414             from + len > TASK_MAX_SIZE || to + len > gmap->asce_end)
 415                 return -EINVAL;
 416
 417         flush = 0;
 418         down_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 419         for (off = 0; off < len; off += PMD_SIZE) {
 420                 /* Remove old translation */
 421                 flush |= __gmap_unmap_by_gaddr(gmap, to + off);
 422                 /* Store new translation */
 423                 if (radix_tree_insert(&gmap->guest_to_host,
 424                                       (to + off) >> PMD_SHIFT,
 425                                       (void *) from + off))
 426                         break;
 427         }
 428         up_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 429         if (flush)
 430                 gmap_flush_tlb(gmap);
 431         if (off >= len)
 432                 return 0;
 433         gmap_unmap_segment(gmap, to, len);
 434         return -ENOMEM;
 435 }
 436 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_map_segment);
 437
 438 /**
 439  * __gmap_translate - translate a guest address to a user space address
 440  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 441  * @gaddr: guest address
 442  *
 443  * Returns user space address which corresponds to the guest address or
 444  * -EFAULT if no such mapping exists.
 445  * This function does not establish potentially missing page table entries.
 446  * The mmap_sem of the mm that belongs to the address space must be held
 447  * when this function gets called.
 448  */
 449 unsigned long __gmap_translate(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 450 {
 451         unsigned long vmaddr;
 452
 453         vmaddr = (unsigned long)
 454                 radix_tree_lookup(&gmap->guest_to_host, gaddr >> PMD_SHIFT);
 455         return vmaddr ? (vmaddr | (gaddr & ~PMD_MASK)) : -EFAULT;
 456 }
 457 EXPORT_SYMBOL_GPL(__gmap_translate);
 458
 459 /**
 460  * gmap_translate - translate a guest address to a user space address
 461  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 462  * @gaddr: guest address
 463  *
 464  * Returns user space address which corresponds to the guest address or
 465  * -EFAULT if no such mapping exists.
 466  * This function does not establish potentially missing page table entries.
 467  */
 468 unsigned long gmap_translate(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 469 {
 470         unsigned long rc;
 471
 472         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 473         rc = __gmap_translate(gmap, gaddr);
 474         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 475         return rc;
 476 }
 477 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_translate);
 478
 479 /**
 480  * gmap_unlink - disconnect a page table from the gmap shadow tables
 481  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 482  * @table: pointer to the host page table
 483  * @vmaddr: vm address associated with the host page table
 484  */
 485 static void gmap_unlink(struct mm_struct *mm, unsigned long *table,
 486                         unsigned long vmaddr)
 487 {
 488         struct gmap *gmap;
 489         int flush;
 490
 491         list_for_each_entry(gmap, &mm->context.gmap_list, list) {
 492                 flush = __gmap_unlink_by_vmaddr(gmap, vmaddr);
 493                 if (flush)
 494                         gmap_flush_tlb(gmap);
 495         }
 496 }
 497
 498 /**
 499  * gmap_link - set up shadow page tables to connect a host to a guest address
 500  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 501  * @gaddr: guest address
 502  * @vmaddr: vm address
 503  *
 504  * Returns 0 on success, -ENOMEM for out of memory conditions, and -EFAULT
 505  * if the vm address is already mapped to a different guest segment.
 506  * The mmap_sem of the mm that belongs to the address space must be held
 507  * when this function gets called.
 508  */
 509 int __gmap_link(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr, unsigned long vmaddr)
 510 {
 511         struct mm_struct *mm;
 512         unsigned long *table;
 513         spinlock_t *ptl;
 514         pgd_t *pgd;
 515         pud_t *pud;
 516         pmd_t *pmd;
 517         int rc;
 518
 519         /* Create higher level tables in the gmap page table */
 520         table = gmap->table;
 521         if ((gmap->asce & _ASCE_TYPE_MASK) >= _ASCE_TYPE_REGION1) {
 522                 table += (gaddr >> 53) & 0x7ff;
 523                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INVALID) &&
 524                     gmap_alloc_table(gmap, table, _REGION2_ENTRY_EMPTY,
 525                                      gaddr & 0xffe0000000000000UL))
 526                         return -ENOMEM;
 527                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 528         }
 529         if ((gmap->asce & _ASCE_TYPE_MASK) >= _ASCE_TYPE_REGION2) {
 530                 table += (gaddr >> 42) & 0x7ff;
 531                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INVALID) &&
 532                     gmap_alloc_table(gmap, table, _REGION3_ENTRY_EMPTY,
 533                                      gaddr & 0xfffffc0000000000UL))
 534                         return -ENOMEM;
 535                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 536         }
 537         if ((gmap->asce & _ASCE_TYPE_MASK) >= _ASCE_TYPE_REGION3) {
 538                 table += (gaddr >> 31) & 0x7ff;
 539                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INVALID) &&
 540                     gmap_alloc_table(gmap, table, _SEGMENT_ENTRY_EMPTY,
 541                                      gaddr & 0xffffffff80000000UL))
 542                         return -ENOMEM;
 543                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 544         }
 545         table += (gaddr >> 20) & 0x7ff;
 546         /* Walk the parent mm page table */
 547         mm = gmap->mm;
 548         pgd = pgd_offset(mm, vmaddr);
 549         VM_BUG_ON(pgd_none(*pgd));
 550         pud = pud_offset(pgd, vmaddr);
 551         VM_BUG_ON(pud_none(*pud));
 552         pmd = pmd_offset(pud, vmaddr);
 553         VM_BUG_ON(pmd_none(*pmd));
 554         /* large pmds cannot yet be handled */
 555         if (pmd_large(*pmd))
 556                 return -EFAULT;
 557         /* Link gmap segment table entry location to page table. */
 558         rc = radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
 559         if (rc)
 560                 return rc;
 561         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
 562         spin_lock(&gmap->guest_table_lock);
 563         if (*table == _SEGMENT_ENTRY_INVALID) {
 564                 rc = radix_tree_insert(&gmap->host_to_guest,
 565                                        vmaddr >> PMD_SHIFT, table);
 566                 if (!rc)
 567                         *table = pmd_val(*pmd);
 568         } else
 569                 rc = 0;
 570         spin_unlock(&gmap->guest_table_lock);
 571         spin_unlock(ptl);
 572         radix_tree_preload_end();
 573         return rc;
 574 }
 575
 576 /**
 577  * gmap_fault - resolve a fault on a guest address
 578  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 579  * @gaddr: guest address
 580  * @fault_flags: flags to pass down to handle_mm_fault()
 581  *
 582  * Returns 0 on success, -ENOMEM for out of memory conditions, and -EFAULT
 583  * if the vm address is already mapped to a different guest segment.
 584  */
 585 int gmap_fault(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr,
 586                unsigned int fault_flags)
 587 {
 588         unsigned long vmaddr;
 589         int rc;
 590
 591         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 592         vmaddr = __gmap_translate(gmap, gaddr);
 593         if (IS_ERR_VALUE(vmaddr)) {
 594                 rc = vmaddr;
 595                 goto out_up;
 596         }
 597         if (fixup_user_fault(current, gmap->mm, vmaddr, fault_flags)) {
 598                 rc = -EFAULT;
 599                 goto out_up;
 600         }
 601         rc = __gmap_link(gmap, gaddr, vmaddr);
 602 out_up:
 603         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 604         return rc;
 605 }
 606 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_fault);
 607
 608 static void gmap_zap_swap_entry(swp_entry_t entry, struct mm_struct *mm)
 609 {
 610         if (!non_swap_entry(entry))
 611                 dec_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
 612         else if (is_migration_entry(entry)) {
 613                 struct page *page = migration_entry_to_page(entry);
 614
 615                 if (PageAnon(page))
 616                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
 617                 else
 618                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
 619         }
 620         free_swap_and_cache(entry);
 621 }
 622
 623 /*
 624  * this function is assumed to be called with mmap_sem held
 625  */
 626 void __gmap_zap(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 627 {
 628         unsigned long vmaddr, ptev, pgstev;
 629         pte_t *ptep, pte;
 630         spinlock_t *ptl;
 631         pgste_t pgste;
 632
 633         /* Find the vm address for the guest address */
 634         vmaddr = (unsigned long) radix_tree_lookup(&gmap->guest_to_host,
 635                                                    gaddr >> PMD_SHIFT);
 636         if (!vmaddr)
 637                 return;
 638         vmaddr |= gaddr & ~PMD_MASK;
 639         /* Get pointer to the page table entry */
 640         ptep = get_locked_pte(gmap->mm, vmaddr, &ptl);
 641         if (unlikely(!ptep))
 642                 return;
 643         pte = *ptep;
 644         if (!pte_swap(pte))
 645                 goto out_pte;
 646         /* Zap unused and logically-zero pages */
 647         pgste = pgste_get_lock(ptep);
 648         pgstev = pgste_val(pgste);
 649         ptev = pte_val(pte);
 650         if (((pgstev & _PGSTE_GPS_USAGE_MASK) == _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED) ||
 651             ((pgstev & _PGSTE_GPS_ZERO) && (ptev & _PAGE_INVALID))) {
 652                 gmap_zap_swap_entry(pte_to_swp_entry(pte), gmap->mm);
 653                 pte_clear(gmap->mm, vmaddr, ptep);
 654         }
 655         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 656 out_pte:
 657         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 658 }
 659 EXPORT_SYMBOL_GPL(__gmap_zap);
 660
 661 void gmap_discard(struct gmap *gmap, unsigned long from, unsigned long to)
 662 {
 663         unsigned long gaddr, vmaddr, size;
 664         struct vm_area_struct *vma;
 665
 666         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 667         for (gaddr = from; gaddr < to;
 668              gaddr = (gaddr + PMD_SIZE) & PMD_MASK) {
 669                 /* Find the vm address for the guest address */
 670                 vmaddr = (unsigned long)
 671                         radix_tree_lookup(&gmap->guest_to_host,
 672                                           gaddr >> PMD_SHIFT);
 673                 if (!vmaddr)
 674                         continue;
 675                 vmaddr |= gaddr & ~PMD_MASK;
 676                 /* Find vma in the parent mm */
 677                 vma = find_vma(gmap->mm, vmaddr);
 678                 size = min(to - gaddr, PMD_SIZE - (gaddr & ~PMD_MASK));
 679                 zap_page_range(vma, vmaddr, size, NULL);
 680         }
 681         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 682 }
 683 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_discard);
 684
 685 static LIST_HEAD(gmap_notifier_list);
 686 static DEFINE_SPINLOCK(gmap_notifier_lock);
 687
 688 /**
 689  * gmap_register_ipte_notifier - register a pte invalidation callback
 690  * @nb: pointer to the gmap notifier block
 691  */
 692 void gmap_register_ipte_notifier(struct gmap_notifier *nb)
 693 {
 694         spin_lock(&gmap_notifier_lock);
 695         list_add(&nb->list, &gmap_notifier_list);
 696         spin_unlock(&gmap_notifier_lock);
 697 }
 698 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_register_ipte_notifier);
 699
 700 /**
 701  * gmap_unregister_ipte_notifier - remove a pte invalidation callback
 702  * @nb: pointer to the gmap notifier block
 703  */
 704 void gmap_unregister_ipte_notifier(struct gmap_notifier *nb)
 705 {
 706         spin_lock(&gmap_notifier_lock);
 707         list_del_init(&nb->list);
 708         spin_unlock(&gmap_notifier_lock);
 709 }
 710 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_unregister_ipte_notifier);
 711
 712 /**
 713  * gmap_ipte_notify - mark a range of ptes for invalidation notification
 714  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 715  * @gaddr: virtual address in the guest address space
 716  * @len: size of area
 717  *
 718  * Returns 0 if for each page in the given range a gmap mapping exists and
 719  * the invalidation notification could be set. If the gmap mapping is missing
 720  * for one or more pages -EFAULT is returned. If no memory could be allocated
 721  * -ENOMEM is returned. This function establishes missing page table entries.
 722  */
 723 int gmap_ipte_notify(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr, unsigned long len)
 724 {
 725         unsigned long addr;
 726         spinlock_t *ptl;
 727         pte_t *ptep, entry;
 728         pgste_t pgste;
 729         int rc = 0;
 730
 731         if ((gaddr & ~PAGE_MASK) || (len & ~PAGE_MASK))
 732                 return -EINVAL;
 733         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 734         while (len) {
 735                 /* Convert gmap address and connect the page tables */
 736                 addr = __gmap_translate(gmap, gaddr);
 737                 if (IS_ERR_VALUE(addr)) {
 738                         rc = addr;
 739                         break;
 740                 }
 741                 /* Get the page mapped */
 742                 if (fixup_user_fault(current, gmap->mm, addr, FAULT_FLAG_WRITE)) {
 743                         rc = -EFAULT;
 744                         break;
 745                 }
 746                 rc = __gmap_link(gmap, gaddr, addr);
 747                 if (rc)
 748                         break;
 749                 /* Walk the process page table, lock and get pte pointer */
 750                 ptep = get_locked_pte(gmap->mm, addr, &ptl);
 751                 VM_BUG_ON(!ptep);
 752                 /* Set notification bit in the pgste of the pte */
 753                 entry = *ptep;
 754                 if ((pte_val(entry) & (_PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)) == 0) {
 755                         pgste = pgste_get_lock(ptep);
 756                         pgste_val(pgste) |= PGSTE_IN_BIT;
 757                         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 758                         gaddr += PAGE_SIZE;
 759                         len -= PAGE_SIZE;
 760                 }
 761                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 762         }
 763         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 764         return rc;
 765 }
 766 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_ipte_notify);
 767
 768 /**
 769  * gmap_do_ipte_notify - call all invalidation callbacks for a specific pte.
 770  * @mm: pointer to the process mm_struct
 771  * @addr: virtual address in the process address space
 772  * @pte: pointer to the page table entry
 773  *
 774  * This function is assumed to be called with the page table lock held
 775  * for the pte to notify.
 776  */
 777 void gmap_do_ipte_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr, pte_t *pte)
 778 {
 779         unsigned long offset, gaddr;
 780         unsigned long *table;
 781         struct gmap_notifier *nb;
 782         struct gmap *gmap;
 783
 784         offset = ((unsigned long) pte) & (255 * sizeof(pte_t));
 785         offset = offset * (4096 / sizeof(pte_t));
 786         spin_lock(&gmap_notifier_lock);
 787         list_for_each_entry(gmap, &mm->context.gmap_list, list) {
 788                 table = radix_tree_lookup(&gmap->host_to_guest,
 789                                           vmaddr >> PMD_SHIFT);
 790                 if (!table)
 791                         continue;
 792                 gaddr = __gmap_segment_gaddr(table) + offset;
 793                 list_for_each_entry(nb, &gmap_notifier_list, list)
 794                         nb->notifier_call(gmap, gaddr);
 795         }
 796         spin_unlock(&gmap_notifier_lock);
 797 }
 798 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_do_ipte_notify);
 799
 800 static inline int page_table_with_pgste(struct page *page)
 801 {
 802         return atomic_read(&page->_mapcount) == 0;
 803 }
 804
 805 static inline unsigned long *page_table_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
 806 {
 807         struct page *page;
 808         unsigned long *table;
 809
 810         page = alloc_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 811         if (!page)
 812                 return NULL;
 813         if (!pgtable_page_ctor(page)) {
 814                 __free_page(page);
 815                 return NULL;
 816         }
 817         atomic_set(&page->_mapcount, 0);
 818         table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 819         clear_table(table, _PAGE_INVALID, PAGE_SIZE/2);
 820         clear_table(table + PTRS_PER_PTE, 0, PAGE_SIZE/2);
 821         return table;
 822 }
 823
 824 static inline void page_table_free_pgste(unsigned long *table)
 825 {
 826         struct page *page;
 827
 828         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
 829         pgtable_page_dtor(page);
 830         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
 831         __free_page(page);
 832 }
 833
 834 int set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 835                           unsigned long key, bool nq)
 836 {
 837         spinlock_t *ptl;
 838         pgste_t old, new;
 839         pte_t *ptep;
 840
 841         down_read(&mm->mmap_sem);
 842 retry:
 843         ptep = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 844         if (unlikely(!ptep)) {
 845                 up_read(&mm->mmap_sem);
 846                 return -EFAULT;
 847         }
 848         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID) &&
 849              (pte_val(*ptep) & _PAGE_PROTECT)) {
 850                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 851                 if (fixup_user_fault(current, mm, addr, FAULT_FLAG_WRITE)) {
 852                         up_read(&mm->mmap_sem);
 853                         return -EFAULT;
 854                 }
 855                 goto retry;
 856         }
 857
 858         new = old = pgste_get_lock(ptep);
 859         pgste_val(new) &= ~(PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT |
 860                             PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT);
 861         pgste_val(new) |= (key & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED)) << 48;
 862         pgste_val(new) |= (key & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT)) << 56;
 863         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)) {
 864                 unsigned long address, bits, skey;
 865
 866                 address = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
 867                 skey = (unsigned long) page_get_storage_key(address);
 868                 bits = skey & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED);
 869                 skey = key & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT);
 870                 /* Set storage key ACC and FP */
 871                 page_set_storage_key(address, skey, !nq);
 872                 /* Merge host changed & referenced into pgste  */
 873                 pgste_val(new) |= bits << 52;
 874         }
 875         /* changing the guest storage key is considered a change of the page */
 876         if ((pgste_val(new) ^ pgste_val(old)) &
 877             (PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT | PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT))
 878                 pgste_val(new) |= PGSTE_UC_BIT;
 879
 880         pgste_set_unlock(ptep, new);
 881         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 882         up_read(&mm->mmap_sem);
 883         return 0;
 884 }
 885 EXPORT_SYMBOL(set_guest_storage_key);
 886
 887 unsigned long get_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 888 {
 889         spinlock_t *ptl;
 890         pgste_t pgste;
 891         pte_t *ptep;
 892         uint64_t physaddr;
 893         unsigned long key = 0;
 894
 895         down_read(&mm->mmap_sem);
 896         ptep = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 897         if (unlikely(!ptep)) {
 898                 up_read(&mm->mmap_sem);
 899                 return -EFAULT;
 900         }
 901         pgste = pgste_get_lock(ptep);
 902
 903         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID) {
 904                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_ACC_BITS) >> 56;
 905                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_FP_BIT) >> 56;
 906                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_GR_BIT) >> 48;
 907                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_GC_BIT) >> 48;
 908         } else {
 909                 physaddr = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
 910                 key = page_get_storage_key(physaddr);
 911
 912                 /* Reflect guest's logical view, not physical */
 913                 if (pgste_val(pgste) & PGSTE_GR_BIT)
 914                         key |= _PAGE_REFERENCED;
 915                 if (pgste_val(pgste) & PGSTE_GC_BIT)
 916                         key |= _PAGE_CHANGED;
 917         }
 918
 919         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 920         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 921         up_read(&mm->mmap_sem);
 922         return key;
 923 }
 924 EXPORT_SYMBOL(get_guest_storage_key);
 925
 926 static int page_table_allocate_pgste_min = 0;
 927 static int page_table_allocate_pgste_max = 1;
 928 int page_table_allocate_pgste = 0;
 929 EXPORT_SYMBOL(page_table_allocate_pgste);
 930
 931 static struct ctl_table page_table_sysctl[] = {
 932         {
 933                 .procname       = "allocate_pgste",
 934                 .data           = &page_table_allocate_pgste,
 935                 .maxlen         = sizeof(int),
 936                 .mode           = S_IRUGO | S_IWUSR,
 937                 .proc_handler   = proc_dointvec,
 938                 .extra1         = &page_table_allocate_pgste_min,
 939                 .extra2         = &page_table_allocate_pgste_max,
 940         },
 941         { }
 942 };
 943
 944 static struct ctl_table page_table_sysctl_dir[] = {
 945         {
 946                 .procname       = "vm",
 947                 .maxlen         = 0,
 948                 .mode           = 0555,
 949                 .child          = page_table_sysctl,
 950         },
 951         { }
 952 };
 953
 954 static int __init page_table_register_sysctl(void)
 955 {
 956         return register_sysctl_table(page_table_sysctl_dir) ? 0 : -ENOMEM;
 957 }
 958 __initcall(page_table_register_sysctl);
 959
 960 #else /* CONFIG_PGSTE */
 961
 962 static inline int page_table_with_pgste(struct page *page)
 963 {
 964         return 0;
 965 }
 966
 967 static inline unsigned long *page_table_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
 968 {
 969         return NULL;
 970 }
 971
 972 static inline void page_table_free_pgste(unsigned long *table)
 973 {
 974 }
 975
 976 static inline void gmap_unlink(struct mm_struct *mm, unsigned long *table,
 977                         unsigned long vmaddr)
 978 {
 979 }
 980
 981 #endif /* CONFIG_PGSTE */
 982
 983 static inline unsigned int atomic_xor_bits(atomic_t *v, unsigned int bits)
 984 {
 985         unsigned int old, new;
 986
 987         do {
 988                 old = atomic_read(v);
 989                 new = old ^ bits;
 990         } while (atomic_cmpxchg(v, old, new) != old);
 991         return new;
 992 }
 993
 994 /*
 995  * page table entry allocation/free routines.
 996  */
 997 unsigned long *page_table_alloc(struct mm_struct *mm)
 998 {
 999         unsigned long *uninitialized_var(table);
1000         struct page *uninitialized_var(page);
1001         unsigned int mask, bit;
1002
1003         if (mm_alloc_pgste(mm))
1004                 return page_table_alloc_pgste(mm);
1005         /* Allocate fragments of a 4K page as 1K/2K page table */
1006         spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
1007         mask = FRAG_MASK;
1008         if (!list_empty(&mm->context.pgtable_list)) {
1009                 page = list_first_entry(&mm->context.pgtable_list,
1010                                         struct page, lru);
1011                 table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
1012                 mask = atomic_read(&page->_mapcount);
1013                 mask = mask | (mask >> 4);
1014         }
1015         if ((mask & FRAG_MASK) == FRAG_MASK) {
1016                 spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
1017                 page = alloc_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
1018                 if (!page)
1019                         return NULL;
1020                 if (!pgtable_page_ctor(page)) {
1021                         __free_page(page);
1022                         return NULL;
1023                 }
1024                 atomic_set(&page->_mapcount, 1);
1025                 table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
1026                 clear_table(table, _PAGE_INVALID, PAGE_SIZE);
1027                 spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
1028                 list_add(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
1029         } else {
1030                 for (bit = 1; mask & bit; bit <<= 1)
1031                         table += PTRS_PER_PTE;
1032                 mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, bit);
1033                 if ((mask & FRAG_MASK) == FRAG_MASK)
1034                         list_del(&page->lru);
1035         }
1036         spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
1037         return table;
1038 }
1039
1040 void page_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
1041 {
1042         struct page *page;
1043         unsigned int bit, mask;
1044
1045         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
1046         if (page_table_with_pgste(page))
1047                 return page_table_free_pgste(table);
1048         /* Free 1K/2K page table fragment of a 4K page */
1049         bit = 1 << ((__pa(table) & ~PAGE_MASK)/(PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t)));
1050         spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
1051         if ((atomic_read(&page->_mapcount) & FRAG_MASK) != FRAG_MASK)
1052                 list_del(&page->lru);
1053         mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, bit);
1054         if (mask & FRAG_MASK)
1055                 list_add(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
1056         spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
1057         if (mask == 0) {
1058                 pgtable_page_dtor(page);
1059                 atomic_set(&page->_mapcount, -1);
1060                 __free_page(page);
1061         }
1062 }
1063
1064 static void __page_table_free_rcu(void *table, unsigned bit)
1065 {
1066         struct page *page;
1067
1068         if (bit == FRAG_MASK)
1069                 return page_table_free_pgste(table);
1070         /* Free 1K/2K page table fragment of a 4K page */
1071         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
1072         if (atomic_xor_bits(&page->_mapcount, bit) == 0) {
1073                 pgtable_page_dtor(page);
1074                 atomic_set(&page->_mapcount, -1);
1075                 __free_page(page);
1076         }
1077 }
1078
1079 void page_table_free_rcu(struct mmu_gather *tlb, unsigned long *table,
1080                          unsigned long vmaddr)
1081 {
1082         struct mm_struct *mm;
1083         struct page *page;
1084         unsigned int bit, mask;
1085
1086         mm = tlb->mm;
1087         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
1088         if (page_table_with_pgste(page)) {
1089                 gmap_unlink(mm, table, vmaddr);
1090                 table = (unsigned long *) (__pa(table) | FRAG_MASK);
1091                 tlb_remove_table(tlb, table);
1092                 return;
1093         }
1094         bit = 1 << ((__pa(table) & ~PAGE_MASK) / (PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t)));
1095         spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
1096         if ((atomic_read(&page->_mapcount) & FRAG_MASK) != FRAG_MASK)
1097                 list_del(&page->lru);
1098         mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, bit | (bit << 4));
1099         if (mask & FRAG_MASK)
1100                 list_add_tail(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
1101         spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
1102         table = (unsigned long *) (__pa(table) | (bit << 4));
1103         tlb_remove_table(tlb, table);
1104 }
1105
1106 static void __tlb_remove_table(void *_table)
1107 {
1108         const unsigned long mask = (FRAG_MASK << 4) | FRAG_MASK;
1109         void *table = (void *)((unsigned long) _table & ~mask);
1110         unsigned type = (unsigned long) _table & mask;
1111
1112         if (type)
1113                 __page_table_free_rcu(table, type);
1114         else
1115                 free_pages((unsigned long) table, ALLOC_ORDER);
1116 }
1117
1118 static void tlb_remove_table_smp_sync(void *arg)
1119 {
1120         /* Simply deliver the interrupt */
1121 }
1122
1123 static void tlb_remove_table_one(void *table)
1124 {
1125         /*
1126          * This isn't an RCU grace period and hence the page-tables cannot be
1127          * assumed to be actually RCU-freed.
1128          *
1129          * It is however sufficient for software page-table walkers that rely
1130          * on IRQ disabling. See the comment near struct mmu_table_batch.
1131          */
1132         smp_call_function(tlb_remove_table_smp_sync, NULL, 1);
1133         __tlb_remove_table(table);
1134 }
1135
1136 static void tlb_remove_table_rcu(struct rcu_head *head)
1137 {
1138         struct mmu_table_batch *batch;
1139         int i;
1140
1141         batch = container_of(head, struct mmu_table_batch, rcu);
1142
1143         for (i = 0; i < batch->nr; i++)
1144                 __tlb_remove_table(batch->tables[i]);
1145
1146         free_page((unsigned long)batch);
1147 }
1148
1149 void tlb_table_flush(struct mmu_gather *tlb)
1150 {
1151         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
1152
1153         if (*batch) {
1154                 call_rcu_sched(&(*batch)->rcu, tlb_remove_table_rcu);
1155                 *batch = NULL;
1156         }
1157 }
1158
1159 void tlb_remove_table(struct mmu_gather *tlb, void *table)
1160 {
1161         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
1162
1163         tlb->mm->context.flush_mm = 1;
1164         if (*batch == NULL) {
1165                 *batch = (struct mmu_table_batch *)
1166                         __get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1167                 if (*batch == NULL) {
1168                         __tlb_flush_mm_lazy(tlb->mm);
1169                         tlb_remove_table_one(table);
1170                         return;
1171                 }
1172                 (*batch)->nr = 0;
1173         }
1174         (*batch)->tables[(*batch)->nr++] = table;
1175         if ((*batch)->nr == MAX_TABLE_BATCH)
1176                 tlb_flush_mmu(tlb);
1177 }
1178
1179 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1180 static inline void thp_split_vma(struct vm_area_struct *vma)
1181 {
1182         unsigned long addr;
1183
1184         for (addr = vma->vm_start; addr < vma->vm_end; addr += PAGE_SIZE)
1185                 follow_page(vma, addr, FOLL_SPLIT);
1186 }
1187
1188 static inline void thp_split_mm(struct mm_struct *mm)
1189 {
1190         struct vm_area_struct *vma;
1191
1192         for (vma = mm->mmap; vma != NULL; vma = vma->vm_next) {
1193                 thp_split_vma(vma);
1194                 vma->vm_flags &= ~VM_HUGEPAGE;
1195                 vma->vm_flags |= VM_NOHUGEPAGE;
1196         }
1197         mm->def_flags |= VM_NOHUGEPAGE;
1198 }
1199 #else
1200 static inline void thp_split_mm(struct mm_struct *mm)
1201 {
1202 }
1203 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1204
1205 /*
1206  * switch on pgstes for its userspace process (for kvm)
1207  */
1208 int s390_enable_sie(void)
1209 {
1210         struct mm_struct *mm = current->mm;
1211
1212         /* Do we have pgstes? if yes, we are done */
1213         if (mm_has_pgste(mm))
1214                 return 0;
1215         /* Fail if the page tables are 2K */
1216         if (!mm_alloc_pgste(mm))
1217                 return -EINVAL;
1218         down_write(&mm->mmap_sem);
1219         mm->context.has_pgste = 1;
1220         /* split thp mappings and disable thp for future mappings */
1221         thp_split_mm(mm);
1222         up_write(&mm->mmap_sem);
1223         return 0;
1224 }
1225 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_enable_sie);
1226
1227 /*
1228  * Enable storage key handling from now on and initialize the storage
1229  * keys with the default key.
1230  */
1231 static int __s390_enable_skey(pte_t *pte, unsigned long addr,
1232                               unsigned long next, struct mm_walk *walk)
1233 {
1234         unsigned long ptev;
1235         pgste_t pgste;
1236
1237         pgste = pgste_get_lock(pte);
1238         /*
1239          * Remove all zero page mappings,
1240          * after establishing a policy to forbid zero page mappings
1241          * following faults for that page will get fresh anonymous pages
1242          */
1243         if (is_zero_pfn(pte_pfn(*pte))) {
1244                 ptep_flush_direct(walk->mm, addr, pte);
1245                 pte_val(*pte) = _PAGE_INVALID;
1246         }
1247         /* Clear storage key */
1248         pgste_val(pgste) &= ~(PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT |
1249                               PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT);
1250         ptev = pte_val(*pte);
1251         if (!(ptev & _PAGE_INVALID) && (ptev & _PAGE_WRITE))
1252                 page_set_storage_key(ptev & PAGE_MASK, PAGE_DEFAULT_KEY, 1);
1253         pgste_set_unlock(pte, pgste);
1254         return 0;
1255 }
1256
1257 int s390_enable_skey(void)
1258 {
1259         struct mm_walk walk = { .pte_entry = __s390_enable_skey };
1260         struct mm_struct *mm = current->mm;
1261         struct vm_area_struct *vma;
1262         int rc = 0;
1263
1264         down_write(&mm->mmap_sem);
1265         if (mm_use_skey(mm))
1266                 goto out_up;
1267
1268         mm->context.use_skey = 1;
1269         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
1270                 if (ksm_madvise(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
1271                                 MADV_UNMERGEABLE, &vma->vm_flags)) {
1272                         mm->context.use_skey = 0;
1273                         rc = -ENOMEM;
1274                         goto out_up;
1275                 }
1276         }
1277         mm->def_flags &= ~VM_MERGEABLE;
1278
1279         walk.mm = mm;
1280         walk_page_range(0, TASK_SIZE, &walk);
1281
1282 out_up:
1283         up_write(&mm->mmap_sem);
1284         return rc;
1285 }
1286 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_enable_skey);
1287
1288 /*
1289  * Reset CMMA state, make all pages stable again.
1290  */
1291 static int __s390_reset_cmma(pte_t *pte, unsigned long addr,
1292                              unsigned long next, struct mm_walk *walk)
1293 {
1294         pgste_t pgste;
1295
1296         pgste = pgste_get_lock(pte);
1297         pgste_val(pgste) &= ~_PGSTE_GPS_USAGE_MASK;
1298         pgste_set_unlock(pte, pgste);
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm)
1303 {
1304         struct mm_walk walk = { .pte_entry = __s390_reset_cmma };
1305
1306         down_write(&mm->mmap_sem);
1307         walk.mm = mm;
1308         walk_page_range(0, TASK_SIZE, &walk);
1309         up_write(&mm->mmap_sem);
1310 }
1311 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_reset_cmma);
1312
1313 /*
1314  * Test and reset if a guest page is dirty
1315  */
1316 bool gmap_test_and_clear_dirty(unsigned long address, struct gmap *gmap)
1317 {
1318         pte_t *pte;
1319         spinlock_t *ptl;
1320         bool dirty = false;
1321
1322         pte = get_locked_pte(gmap->mm, address, &ptl);
1323         if (unlikely(!pte))
1324                 return false;
1325
1326         if (ptep_test_and_clear_user_dirty(gmap->mm, address, pte))
1327                 dirty = true;
1328
1329         spin_unlock(ptl);
1330         return dirty;
1331 }
1332 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_test_and_clear_dirty);
1333
1334 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1335 int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1336                            pmd_t *pmdp)
1337 {
1338         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
1339         /* No need to flush TLB
1340          * On s390 reference bits are in storage key and never in TLB */
1341         return pmdp_test_and_clear_young(vma, address, pmdp);
1342 }
1343
1344 int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1345                           unsigned long address, pmd_t *pmdp,
1346                           pmd_t entry, int dirty)
1347 {
1348         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
1349
1350         entry = pmd_mkyoung(entry);
1351         if (dirty)
1352                 entry = pmd_mkdirty(entry);
1353         if (pmd_same(*pmdp, entry))
1354                 return 0;
1355         pmdp_invalidate(vma, address, pmdp);
1356         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, entry);
1357         return 1;
1358 }
1359
1360 static void pmdp_splitting_flush_sync(void *arg)
1361 {
1362         /* Simply deliver the interrupt */
1363 }
1364
1365 void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1366                           pmd_t *pmdp)
1367 {
1368         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
1369         if (!test_and_set_bit(_SEGMENT_ENTRY_SPLIT_BIT,
1370                               (unsigned long *) pmdp)) {
1371                 /* need to serialize against gup-fast (IRQ disabled) */
1372                 smp_call_function(pmdp_splitting_flush_sync, NULL, 1);
1373         }
1374 }
1375
1376 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1377                                 pgtable_t pgtable)
1378 {
1379         struct list_head *lh = (struct list_head *) pgtable;
1380
1381         assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp));
1382
1383         /* FIFO */
1384         if (!pmd_huge_pte(mm, pmdp))
1385                 INIT_LIST_HEAD(lh);
1386         else
1387                 list_add(lh, (struct list_head *) pmd_huge_pte(mm, pmdp));
1388         pmd_huge_pte(mm, pmdp) = pgtable;
1389 }
1390
1391 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp)
1392 {
1393         struct list_head *lh;
1394         pgtable_t pgtable;
1395         pte_t *ptep;
1396
1397         assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp));
1398
1399         /* FIFO */
1400         pgtable = pmd_huge_pte(mm, pmdp);
1401         lh = (struct list_head *) pgtable;
1402         if (list_empty(lh))
1403                 pmd_huge_pte(mm, pmdp) = NULL;
1404         else {
1405                 pmd_huge_pte(mm, pmdp) = (pgtable_t) lh->next;
1406                 list_del(lh);
1407         }
1408         ptep = (pte_t *) pgtable;
1409         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1410         ptep++;
1411         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1412         return pgtable;
1413 }
1414 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */