arch/s390/include/asm/pgtable.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  *  S390 version
   4  *    Copyright IBM Corp. 1999, 2000
   5  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
   6  *               Ulrich Weigand (weigand@de.ibm.com)
   7  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
   8  *
   9  *  Derived from "include/asm-i386/pgtable.h"
  10  */
  11
  12 #ifndef _ASM_S390_PGTABLE_H
  13 #define _ASM_S390_PGTABLE_H
  14
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/mm_types.h>
  17 #include <linux/page-flags.h>
  18 #include <linux/radix-tree.h>
  19 #include <linux/atomic.h>
  20 #include <asm/sections.h>
  21 #include <asm/ctlreg.h>
  22 #include <asm/bug.h>
  23 #include <asm/page.h>
  24 #include <asm/uv.h>
  25
  26 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
  27 extern pgd_t invalid_pg_dir[];
  28 extern void paging_init(void);
  29 extern struct ctlreg s390_invalid_asce;
  30
  31 enum {
  32         PG_DIRECT_MAP_4K = 0,
  33         PG_DIRECT_MAP_1M,
  34         PG_DIRECT_MAP_2G,
  35         PG_DIRECT_MAP_MAX
  36 };
  37
  38 extern atomic_long_t __bootdata_preserved(direct_pages_count[PG_DIRECT_MAP_MAX]);
  39
  40 static inline void update_page_count(int level, long count)
  41 {
  42         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROC_FS))
  43                 atomic_long_add(count, &direct_pages_count[level]);
  44 }
  45
  46 /*
  47  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
  48  * tables contain all the necessary information.
  49  */
  50 #define update_mmu_cache(vma, address, ptep)     do { } while (0)
  51 #define update_mmu_cache_range(vmf, vma, addr, ptep, nr) do { } while (0)
  52 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, ptep) do { } while (0)
  53
  54 /*
  55  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero; used
  56  * for zero-mapped memory areas etc..
  57  */
  58
  59 extern unsigned long empty_zero_page;
  60 extern unsigned long zero_page_mask;
  61
  62 #define ZERO_PAGE(vaddr) \
  63         (virt_to_page((void *)(empty_zero_page + \
  64          (((unsigned long)(vaddr)) &zero_page_mask))))
  65 #define __HAVE_COLOR_ZERO_PAGE
  66
  67 /* TODO: s390 cannot support io_remap_pfn_range... */
  68
  69 #define pte_ERROR(e) \
  70         pr_err("%s:%d: bad pte %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pte_val(e))
  71 #define pmd_ERROR(e) \
  72         pr_err("%s:%d: bad pmd %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pmd_val(e))
  73 #define pud_ERROR(e) \
  74         pr_err("%s:%d: bad pud %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pud_val(e))
  75 #define p4d_ERROR(e) \
  76         pr_err("%s:%d: bad p4d %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, p4d_val(e))
  77 #define pgd_ERROR(e) \
  78         pr_err("%s:%d: bad pgd %016lx.\n", __FILE__, __LINE__, pgd_val(e))
  79
  80 /*
  81  * The vmalloc and module area will always be on the topmost area of the
  82  * kernel mapping. 512GB are reserved for vmalloc by default.
  83  * At the top of the vmalloc area a 2GB area is reserved where modules
  84  * will reside. That makes sure that inter module branches always
  85  * happen without trampolines and in addition the placement within a
  86  * 2GB frame is branch prediction unit friendly.
  87  */
  88 extern unsigned long __bootdata_preserved(VMALLOC_START);
  89 extern unsigned long __bootdata_preserved(VMALLOC_END);
  90 #define VMALLOC_DEFAULT_SIZE    ((512UL << 30) - MODULES_LEN)
  91 extern struct page *__bootdata_preserved(vmemmap);
  92 extern unsigned long __bootdata_preserved(vmemmap_size);
  93
  94 extern unsigned long __bootdata_preserved(MODULES_VADDR);
  95 extern unsigned long __bootdata_preserved(MODULES_END);
  96 #define MODULES_VADDR   MODULES_VADDR
  97 #define MODULES_END     MODULES_END
  98 #define MODULES_LEN     (1UL << 31)
  99
 100 static inline int is_module_addr(void *addr)
 101 {
 102         BUILD_BUG_ON(MODULES_LEN > (1UL << 31));
 103         if (addr < (void *)MODULES_VADDR)
 104                 return 0;
 105         if (addr > (void *)MODULES_END)
 106                 return 0;
 107         return 1;
 108 }
 109
 110 /*
 111  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
 112  * |                     PFRA                         |0IPC|  OS  |
 113  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 114  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 115  *
 116  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
 117  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 118  * C Change-bit override: HW is not required to set change bit
 119  *
 120  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
 121  * |        P-table origin                              |      TT
 122  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 123  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 124  *
 125  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 126  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
 127  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 128  * TT Type 00
 129  *
 130  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
 131  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
 132  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 133  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 134  *
 135  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 136  * TT Type 01
 137  * TF
 138  * TL Table length
 139  *
 140  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
 141  * |      region table origon                          |       DTTL
 142  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 143  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 144  *
 145  * X Space-Switch event:
 146  * G Segment-Invalid Bit:
 147  * P Private-Space Bit:
 148  * S Storage-Alteration:
 149  * R Real space
 150  * TL Table-Length:
 151  *
 152  * A storage key has the following format:
 153  * | ACC |F|R|C|0|
 154  *  0   3 4 5 6 7
 155  * ACC: access key
 156  * F  : fetch protection bit
 157  * R  : referenced bit
 158  * C  : changed bit
 159  */
 160
 161 /* Hardware bits in the page table entry */
 162 #define _PAGE_NOEXEC    0x100           /* HW no-execute bit  */
 163 #define _PAGE_PROTECT   0x200           /* HW read-only bit  */
 164 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
 165 #define _PAGE_LARGE     0x800           /* Bit to mark a large pte */
 166
 167 /* Software bits in the page table entry */
 168 #define _PAGE_PRESENT   0x001           /* SW pte present bit */
 169 #define _PAGE_YOUNG     0x004           /* SW pte young bit */
 170 #define _PAGE_DIRTY     0x008           /* SW pte dirty bit */
 171 #define _PAGE_READ      0x010           /* SW pte read bit */
 172 #define _PAGE_WRITE     0x020           /* SW pte write bit */
 173 #define _PAGE_SPECIAL   0x040           /* SW associated with special page */
 174 #define _PAGE_UNUSED    0x080           /* SW bit for pgste usage state */
 175
 176 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 177 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x002          /* SW pte soft dirty bit */
 178 #else
 179 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x000
 180 #endif
 181
 182 #define _PAGE_SW_BITS   0xffUL          /* All SW bits */
 183
 184 #define _PAGE_SWP_EXCLUSIVE _PAGE_LARGE /* SW pte exclusive swap bit */
 185
 186 /* Set of bits not changed in pte_modify */
 187 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_DIRTY | \
 188                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_SOFT_DIRTY)
 189
 190 /*
 191  * Mask of bits that must not be changed with RDP. Allow only _PAGE_PROTECT
 192  * HW bit and all SW bits.
 193  */
 194 #define _PAGE_RDP_MASK          ~(_PAGE_PROTECT | _PAGE_SW_BITS)
 195
 196 /*
 197  * handle_pte_fault uses pte_present and pte_none to find out the pte type
 198  * WITHOUT holding the page table lock. The _PAGE_PRESENT bit is used to
 199  * distinguish present from not-present ptes. It is changed only with the page
 200  * table lock held.
 201  *
 202  * The following table gives the different possible bit combinations for
 203  * the pte hardware and software bits in the last 12 bits of a pte
 204  * (. unassigned bit, x don't care, t swap type):
 205  *
 206  *                              842100000000
 207  *                              000084210000
 208  *                              000000008421
 209  *                              .IR.uswrdy.p
 210  * empty                        .10.00000000
 211  * swap                         .11..ttttt.0
 212  * prot-none, clean, old        .11.xx0000.1
 213  * prot-none, clean, young      .11.xx0001.1
 214  * prot-none, dirty, old        .11.xx0010.1
 215  * prot-none, dirty, young      .11.xx0011.1
 216  * read-only, clean, old        .11.xx0100.1
 217  * read-only, clean, young      .01.xx0101.1
 218  * read-only, dirty, old        .11.xx0110.1
 219  * read-only, dirty, young      .01.xx0111.1
 220  * read-write, clean, old       .11.xx1100.1
 221  * read-write, clean, young     .01.xx1101.1
 222  * read-write, dirty, old       .10.xx1110.1
 223  * read-write, dirty, young     .00.xx1111.1
 224  * HW-bits: R read-only, I invalid
 225  * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
 226  *          u unused, l large
 227  *
 228  * pte_none    is true for the bit pattern .10.00000000, pte == 0x400
 229  * pte_swap    is true for the bit pattern .11..ooooo.0, (pte & 0x201) == 0x200
 230  * pte_present is true for the bit pattern .xx.xxxxxx.1, (pte & 0x001) == 0x001
 231  */
 232
 233 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
 234 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 235 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 236 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 237 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
 238 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
 239 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
 240 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
 241 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
 242 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
 243 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
 244 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
 245
 246 /* Bits in the region table entry */
 247 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 248 #define _REGION_ENTRY_PROTECT   0x200   /* region protection bit            */
 249 #define _REGION_ENTRY_NOEXEC    0x100   /* region no-execute bit            */
 250 #define _REGION_ENTRY_OFFSET    0xc0    /* region table offset              */
 251 #define _REGION_ENTRY_INVALID   0x20    /* invalid region table entry       */
 252 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region table type mask           */
 253 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
 254 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
 255 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
 256 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
 257
 258 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 259 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 260 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 261 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 262 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 263 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 264
 265 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0x7fffffffUL /* large page address      */
 266 #define _REGION3_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW region dirty bit */
 267 #define _REGION3_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW region young bit */
 268 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x0400  /* RTTE-format control, large page  */
 269 #define _REGION3_ENTRY_READ     0x0002  /* SW region read bit */
 270 #define _REGION3_ENTRY_WRITE    0x0001  /* SW region write bit */
 271
 272 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 273 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW region soft dirty bit */
 274 #else
 275 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW region soft dirty bit */
 276 #endif
 277
 278 #define _REGION_ENTRY_BITS       0xfffffffffffff22fUL
 279
 280 /* Bits in the segment table entry */
 281 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS                     0xfffffffffffffe33UL
 282 #define _SEGMENT_ENTRY_HARDWARE_BITS            0xfffffffffffffe30UL
 283 #define _SEGMENT_ENTRY_HARDWARE_BITS_LARGE      0xfffffffffff00730UL
 284 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
 285 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* page table origin                */
 286 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* segment protection bit           */
 287 #define _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC   0x100   /* segment no-execute bit           */
 288 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
 289 #define _SEGMENT_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c   /* segment table type mask          */
 290
 291 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
 292 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
 293
 294 #define _SEGMENT_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW segment dirty bit */
 295 #define _SEGMENT_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW segment young bit */
 296 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x0400  /* STE-format control, large page */
 297 #define _SEGMENT_ENTRY_WRITE    0x0002  /* SW segment write bit */
 298 #define _SEGMENT_ENTRY_READ     0x0001  /* SW segment read bit */
 299
 300 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 301 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW segment soft dirty bit */
 302 #else
 303 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW segment soft dirty bit */
 304 #endif
 305
 306 #define _CRST_ENTRIES   2048    /* number of region/segment table entries */
 307 #define _PAGE_ENTRIES   256     /* number of page table entries */
 308
 309 #define _CRST_TABLE_SIZE (_CRST_ENTRIES * 8)
 310 #define _PAGE_TABLE_SIZE (_PAGE_ENTRIES * 8)
 311
 312 #define _REGION1_SHIFT  53
 313 #define _REGION2_SHIFT  42
 314 #define _REGION3_SHIFT  31
 315 #define _SEGMENT_SHIFT  20
 316
 317 #define _REGION1_INDEX  (0x7ffUL << _REGION1_SHIFT)
 318 #define _REGION2_INDEX  (0x7ffUL << _REGION2_SHIFT)
 319 #define _REGION3_INDEX  (0x7ffUL << _REGION3_SHIFT)
 320 #define _SEGMENT_INDEX  (0x7ffUL << _SEGMENT_SHIFT)
 321 #define _PAGE_INDEX     (0xffUL  << _PAGE_SHIFT)
 322
 323 #define _REGION1_SIZE   (1UL << _REGION1_SHIFT)
 324 #define _REGION2_SIZE   (1UL << _REGION2_SHIFT)
 325 #define _REGION3_SIZE   (1UL << _REGION3_SHIFT)
 326 #define _SEGMENT_SIZE   (1UL << _SEGMENT_SHIFT)
 327
 328 #define _REGION1_MASK   (~(_REGION1_SIZE - 1))
 329 #define _REGION2_MASK   (~(_REGION2_SIZE - 1))
 330 #define _REGION3_MASK   (~(_REGION3_SIZE - 1))
 331 #define _SEGMENT_MASK   (~(_SEGMENT_SIZE - 1))
 332
 333 #define PMD_SHIFT       _SEGMENT_SHIFT
 334 #define PUD_SHIFT       _REGION3_SHIFT
 335 #define P4D_SHIFT       _REGION2_SHIFT
 336 #define PGDIR_SHIFT     _REGION1_SHIFT
 337
 338 #define PMD_SIZE        _SEGMENT_SIZE
 339 #define PUD_SIZE        _REGION3_SIZE
 340 #define P4D_SIZE        _REGION2_SIZE
 341 #define PGDIR_SIZE      _REGION1_SIZE
 342
 343 #define PMD_MASK        _SEGMENT_MASK
 344 #define PUD_MASK        _REGION3_MASK
 345 #define P4D_MASK        _REGION2_MASK
 346 #define PGDIR_MASK      _REGION1_MASK
 347
 348 #define PTRS_PER_PTE    _PAGE_ENTRIES
 349 #define PTRS_PER_PMD    _CRST_ENTRIES
 350 #define PTRS_PER_PUD    _CRST_ENTRIES
 351 #define PTRS_PER_P4D    _CRST_ENTRIES
 352 #define PTRS_PER_PGD    _CRST_ENTRIES
 353
 354 /*
 355  * Segment table and region3 table entry encoding
 356  * (R = read-only, I = invalid, y = young bit):
 357  *                              dy..R...I...wr
 358  * prot-none, clean, old        00..1...1...00
 359  * prot-none, clean, young      01..1...1...00
 360  * prot-none, dirty, old        10..1...1...00
 361  * prot-none, dirty, young      11..1...1...00
 362  * read-only, clean, old        00..1...1...01
 363  * read-only, clean, young      01..1...0...01
 364  * read-only, dirty, old        10..1...1...01
 365  * read-only, dirty, young      11..1...0...01
 366  * read-write, clean, old       00..1...1...11
 367  * read-write, clean, young     01..1...0...11
 368  * read-write, dirty, old       10..0...1...11
 369  * read-write, dirty, young     11..0...0...11
 370  * The segment table origin is used to distinguish empty (origin==0) from
 371  * read-write, old segment table entries (origin!=0)
 372  * HW-bits: R read-only, I invalid
 373  * SW-bits: y young, d dirty, r read, w write
 374  */
 375
 376 /* Page status table bits for virtualization */
 377 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf000000000000000UL
 378 #define PGSTE_FP_BIT    0x0800000000000000UL
 379 #define PGSTE_PCL_BIT   0x0080000000000000UL
 380 #define PGSTE_HR_BIT    0x0040000000000000UL
 381 #define PGSTE_HC_BIT    0x0020000000000000UL
 382 #define PGSTE_GR_BIT    0x0004000000000000UL
 383 #define PGSTE_GC_BIT    0x0002000000000000UL
 384 #define PGSTE_UC_BIT    0x0000800000000000UL    /* user dirty (migration) */
 385 #define PGSTE_IN_BIT    0x0000400000000000UL    /* IPTE notify bit */
 386 #define PGSTE_VSIE_BIT  0x0000200000000000UL    /* ref'd in a shadow table */
 387
 388 /* Guest Page State used for virtualization */
 389 #define _PGSTE_GPS_ZERO                 0x0000000080000000UL
 390 #define _PGSTE_GPS_NODAT                0x0000000040000000UL
 391 #define _PGSTE_GPS_USAGE_MASK           0x0000000003000000UL
 392 #define _PGSTE_GPS_USAGE_STABLE         0x0000000000000000UL
 393 #define _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED         0x0000000001000000UL
 394 #define _PGSTE_GPS_USAGE_POT_VOLATILE   0x0000000002000000UL
 395 #define _PGSTE_GPS_USAGE_VOLATILE       _PGSTE_GPS_USAGE_MASK
 396
 397 /*
 398  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
 399  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
 400  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
 401  */
 402 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
 403                                  _ASCE_ALT_EVENT)
 404
 405 /*
 406  * Page protection definitions.
 407  */
 408 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 409 #define PAGE_RO         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 410                                  _PAGE_NOEXEC  | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 411 #define PAGE_RX         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 412                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 413 #define PAGE_RW         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 414                                  _PAGE_NOEXEC  | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 415 #define PAGE_RWX        __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 416                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 417
 418 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 419                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY | _PAGE_NOEXEC)
 420 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 421                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY | _PAGE_NOEXEC)
 422 #define PAGE_KERNEL_RO  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_YOUNG | \
 423                                  _PAGE_PROTECT | _PAGE_NOEXEC)
 424 #define PAGE_KERNEL_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 425                                   _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
 426
 427 /*
 428  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
 429  * Read permission implies execute permission and write permission
 430  * implies read permission.
 431  */
 432          /*xwr*/
 433
 434 /*
 435  * Segment entry (large page) protection definitions.
 436  */
 437 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
 438                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
 439 #define SEGMENT_RO      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 440                                  _SEGMENT_ENTRY_READ | \
 441                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 442 #define SEGMENT_RX      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 443                                  _SEGMENT_ENTRY_READ)
 444 #define SEGMENT_RW      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 445                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 446                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 447 #define SEGMENT_RWX     __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 448                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
 449 #define SEGMENT_KERNEL  __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |       \
 450                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 451                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 452                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 453                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 454                                  _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | \
 455                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 456 #define SEGMENT_KERNEL_RO __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |     \
 457                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 458                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 459                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 460                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 461                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 462 #define SEGMENT_KERNEL_EXEC __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |   \
 463                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 464                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 465                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 466                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 467                                  _SEGMENT_ENTRY_DIRTY)
 468
 469 /*
 470  * Region3 entry (large page) protection definitions.
 471  */
 472
 473 #define REGION3_KERNEL  __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 474                                  _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 475                                  _REGION3_ENTRY_READ |   \
 476                                  _REGION3_ENTRY_WRITE |  \
 477                                  _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 478                                  _REGION3_ENTRY_DIRTY | \
 479                                  _REGION_ENTRY_NOEXEC)
 480 #define REGION3_KERNEL_RO __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 481                                    _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 482                                    _REGION3_ENTRY_READ |   \
 483                                    _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 484                                    _REGION_ENTRY_PROTECT | \
 485                                    _REGION_ENTRY_NOEXEC)
 486 #define REGION3_KERNEL_EXEC __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 487                                  _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 488                                  _REGION3_ENTRY_READ |   \
 489                                  _REGION3_ENTRY_WRITE |  \
 490                                  _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 491                                  _REGION3_ENTRY_DIRTY)
 492
 493 static inline bool mm_p4d_folded(struct mm_struct *mm)
 494 {
 495         return mm->context.asce_limit <= _REGION1_SIZE;
 496 }
 497 #define mm_p4d_folded(mm) mm_p4d_folded(mm)
 498
 499 static inline bool mm_pud_folded(struct mm_struct *mm)
 500 {
 501         return mm->context.asce_limit <= _REGION2_SIZE;
 502 }
 503 #define mm_pud_folded(mm) mm_pud_folded(mm)
 504
 505 static inline bool mm_pmd_folded(struct mm_struct *mm)
 506 {
 507         return mm->context.asce_limit <= _REGION3_SIZE;
 508 }
 509 #define mm_pmd_folded(mm) mm_pmd_folded(mm)
 510
 511 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
 512 {
 513 #ifdef CONFIG_PGSTE
 514         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
 515                 return 1;
 516 #endif
 517         return 0;
 518 }
 519
 520 static inline int mm_is_protected(struct mm_struct *mm)
 521 {
 522 #ifdef CONFIG_PGSTE
 523         if (unlikely(atomic_read(&mm->context.protected_count)))
 524                 return 1;
 525 #endif
 526         return 0;
 527 }
 528
 529 static inline int mm_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
 530 {
 531 #ifdef CONFIG_PGSTE
 532         if (unlikely(mm->context.alloc_pgste))
 533                 return 1;
 534 #endif
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 static inline pte_t clear_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 539 {
 540         return __pte(pte_val(pte) & ~pgprot_val(prot));
 541 }
 542
 543 static inline pte_t set_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 544 {
 545         return __pte(pte_val(pte) | pgprot_val(prot));
 546 }
 547
 548 static inline pmd_t clear_pmd_bit(pmd_t pmd, pgprot_t prot)
 549 {
 550         return __pmd(pmd_val(pmd) & ~pgprot_val(prot));
 551 }
 552
 553 static inline pmd_t set_pmd_bit(pmd_t pmd, pgprot_t prot)
 554 {
 555         return __pmd(pmd_val(pmd) | pgprot_val(prot));
 556 }
 557
 558 static inline pud_t clear_pud_bit(pud_t pud, pgprot_t prot)
 559 {
 560         return __pud(pud_val(pud) & ~pgprot_val(prot));
 561 }
 562
 563 static inline pud_t set_pud_bit(pud_t pud, pgprot_t prot)
 564 {
 565         return __pud(pud_val(pud) | pgprot_val(prot));
 566 }
 567
 568 /*
 569  * In the case that a guest uses storage keys
 570  * faults should no longer be backed by zero pages
 571  */
 572 #define mm_forbids_zeropage mm_has_pgste
 573 static inline int mm_uses_skeys(struct mm_struct *mm)
 574 {
 575 #ifdef CONFIG_PGSTE
 576         if (mm->context.uses_skeys)
 577                 return 1;
 578 #endif
 579         return 0;
 580 }
 581
 582 static inline void csp(unsigned int *ptr, unsigned int old, unsigned int new)
 583 {
 584         union register_pair r1 = { .even = old, .odd = new, };
 585         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 586
 587         asm volatile(
 588                 "       csp     %[r1],%[address]"
 589                 : [r1] "+&d" (r1.pair), "+m" (*ptr)
 590                 : [address] "d" (address)
 591                 : "cc");
 592 }
 593
 594 static inline void cspg(unsigned long *ptr, unsigned long old, unsigned long new)
 595 {
 596         union register_pair r1 = { .even = old, .odd = new, };
 597         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 598
 599         asm volatile(
 600                 "       cspg    %[r1],%[address]"
 601                 : [r1] "+&d" (r1.pair), "+m" (*ptr)
 602                 : [address] "d" (address)
 603                 : "cc");
 604 }
 605
 606 #define CRDTE_DTT_PAGE          0x00UL
 607 #define CRDTE_DTT_SEGMENT       0x10UL
 608 #define CRDTE_DTT_REGION3       0x14UL
 609 #define CRDTE_DTT_REGION2       0x18UL
 610 #define CRDTE_DTT_REGION1       0x1cUL
 611
 612 static inline void crdte(unsigned long old, unsigned long new,
 613                          unsigned long *table, unsigned long dtt,
 614                          unsigned long address, unsigned long asce)
 615 {
 616         union register_pair r1 = { .even = old, .odd = new, };
 617         union register_pair r2 = { .even = __pa(table) | dtt, .odd = address, };
 618
 619         asm volatile(".insn rrf,0xb98f0000,%[r1],%[r2],%[asce],0"
 620                      : [r1] "+&d" (r1.pair)
 621                      : [r2] "d" (r2.pair), [asce] "a" (asce)
 622                      : "memory", "cc");
 623 }
 624
 625 /*
 626  * pgd/p4d/pud/pmd/pte query functions
 627  */
 628 static inline int pgd_folded(pgd_t pgd)
 629 {
 630         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R1;
 631 }
 632
 633 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 634 {
 635         if (pgd_folded(pgd))
 636                 return 1;
 637         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 638 }
 639
 640 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 641 {
 642         if (pgd_folded(pgd))
 643                 return 0;
 644         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
 645 }
 646
 647 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 648 {
 649         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R1)
 650                 return 0;
 651         return (pgd_val(pgd) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 652 }
 653
 654 static inline unsigned long pgd_pfn(pgd_t pgd)
 655 {
 656         unsigned long origin_mask;
 657
 658         origin_mask = _REGION_ENTRY_ORIGIN;
 659         return (pgd_val(pgd) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 660 }
 661
 662 static inline int p4d_folded(p4d_t p4d)
 663 {
 664         return (p4d_val(p4d) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2;
 665 }
 666
 667 static inline int p4d_present(p4d_t p4d)
 668 {
 669         if (p4d_folded(p4d))
 670                 return 1;
 671         return (p4d_val(p4d) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 672 }
 673
 674 static inline int p4d_none(p4d_t p4d)
 675 {
 676         if (p4d_folded(p4d))
 677                 return 0;
 678         return p4d_val(p4d) == _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 679 }
 680
 681 static inline unsigned long p4d_pfn(p4d_t p4d)
 682 {
 683         unsigned long origin_mask;
 684
 685         origin_mask = _REGION_ENTRY_ORIGIN;
 686         return (p4d_val(p4d) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 687 }
 688
 689 static inline int pud_folded(pud_t pud)
 690 {
 691         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3;
 692 }
 693
 694 static inline int pud_present(pud_t pud)
 695 {
 696         if (pud_folded(pud))
 697                 return 1;
 698         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 699 }
 700
 701 static inline int pud_none(pud_t pud)
 702 {
 703         if (pud_folded(pud))
 704                 return 0;
 705         return pud_val(pud) == _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 706 }
 707
 708 #define pud_leaf pud_leaf
 709 static inline bool pud_leaf(pud_t pud)
 710 {
 711         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 712                 return 0;
 713         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
 714 }
 715
 716 #define pmd_leaf pmd_leaf
 717 static inline bool pmd_leaf(pmd_t pmd)
 718 {
 719         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) != 0;
 720 }
 721
 722 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 723 {
 724         if ((pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_TYPE_MASK) > 0 || pmd_leaf(pmd))
 725                 return 1;
 726         return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS) != 0;
 727 }
 728
 729 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 730 {
 731         unsigned long type = pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK;
 732
 733         if (type > _REGION_ENTRY_TYPE_R3 || pud_leaf(pud))
 734                 return 1;
 735         if (type < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 736                 return 0;
 737         return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 738 }
 739
 740 static inline int p4d_bad(p4d_t p4d)
 741 {
 742         unsigned long type = p4d_val(p4d) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK;
 743
 744         if (type > _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 745                 return 1;
 746         if (type < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 747                 return 0;
 748         return (p4d_val(p4d) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 749 }
 750
 751 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 752 {
 753         return pmd_val(pmd) != _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 754 }
 755
 756 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 757 {
 758         return pmd_val(pmd) == _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 759 }
 760
 761 #define pmd_write pmd_write
 762 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 763 {
 764         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE) != 0;
 765 }
 766
 767 #define pud_write pud_write
 768 static inline int pud_write(pud_t pud)
 769 {
 770         return (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_WRITE) != 0;
 771 }
 772
 773 #define pmd_dirty pmd_dirty
 774 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 775 {
 776         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY) != 0;
 777 }
 778
 779 #define pmd_young pmd_young
 780 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 781 {
 782         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG) != 0;
 783 }
 784
 785 static inline int pte_present(pte_t pte)
 786 {
 787         /* Bit pattern: (pte & 0x001) == 0x001 */
 788         return (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT) != 0;
 789 }
 790
 791 static inline int pte_none(pte_t pte)
 792 {
 793         /* Bit pattern: pte == 0x400 */
 794         return pte_val(pte) == _PAGE_INVALID;
 795 }
 796
 797 static inline int pte_swap(pte_t pte)
 798 {
 799         /* Bit pattern: (pte & 0x201) == 0x200 */
 800         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PROTECT | _PAGE_PRESENT))
 801                 == _PAGE_PROTECT;
 802 }
 803
 804 static inline int pte_special(pte_t pte)
 805 {
 806         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
 807 }
 808
 809 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 810 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
 811 {
 812         return pte_val(a) == pte_val(b);
 813 }
 814
 815 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 816 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 817 {
 818         return pte_present(pte) && !(pte_val(pte) & _PAGE_READ);
 819 }
 820
 821 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 822 {
 823         /* pmd_leaf(pmd) implies pmd_present(pmd) */
 824         return pmd_leaf(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ);
 825 }
 826 #endif
 827
 828 static inline int pte_swp_exclusive(pte_t pte)
 829 {
 830         return pte_val(pte) & _PAGE_SWP_EXCLUSIVE;
 831 }
 832
 833 static inline pte_t pte_swp_mkexclusive(pte_t pte)
 834 {
 835         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SWP_EXCLUSIVE));
 836 }
 837
 838 static inline pte_t pte_swp_clear_exclusive(pte_t pte)
 839 {
 840         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SWP_EXCLUSIVE));
 841 }
 842
 843 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
 844 {
 845         return pte_val(pte) & _PAGE_SOFT_DIRTY;
 846 }
 847 #define pte_swp_soft_dirty pte_soft_dirty
 848
 849 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
 850 {
 851         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SOFT_DIRTY));
 852 }
 853 #define pte_swp_mksoft_dirty pte_mksoft_dirty
 854
 855 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
 856 {
 857         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SOFT_DIRTY));
 858 }
 859 #define pte_swp_clear_soft_dirty pte_clear_soft_dirty
 860
 861 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
 862 {
 863         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 864 }
 865
 866 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
 867 {
 868         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY));
 869 }
 870
 871 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
 872 {
 873         return clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY));
 874 }
 875
 876 /*
 877  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
 878  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 879  */
 880 static inline int pte_write(pte_t pte)
 881 {
 882         return (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE) != 0;
 883 }
 884
 885 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 886 {
 887         return (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) != 0;
 888 }
 889
 890 static inline int pte_young(pte_t pte)
 891 {
 892         return (pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) != 0;
 893 }
 894
 895 #define __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
 896 static inline int pte_unused(pte_t pte)
 897 {
 898         return pte_val(pte) & _PAGE_UNUSED;
 899 }
 900
 901 /*
 902  * Extract the pgprot value from the given pte while at the same time making it
 903  * usable for kernel address space mappings where fault driven dirty and
 904  * young/old accounting is not supported, i.e _PAGE_PROTECT and _PAGE_INVALID
 905  * must not be set.
 906  */
 907 static inline pgprot_t pte_pgprot(pte_t pte)
 908 {
 909         unsigned long pte_flags = pte_val(pte) & _PAGE_CHG_MASK;
 910
 911         if (pte_write(pte))
 912                 pte_flags |= pgprot_val(PAGE_KERNEL);
 913         else
 914                 pte_flags |= pgprot_val(PAGE_KERNEL_RO);
 915         pte_flags |= pte_val(pte) & mio_wb_bit_mask;
 916
 917         return __pgprot(pte_flags);
 918 }
 919
 920 /*
 921  * pgd/pmd/pte modification functions
 922  */
 923
 924 static inline void set_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
 925 {
 926         WRITE_ONCE(*pgdp, pgd);
 927 }
 928
 929 static inline void set_p4d(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d)
 930 {
 931         WRITE_ONCE(*p4dp, p4d);
 932 }
 933
 934 static inline void set_pud(pud_t *pudp, pud_t pud)
 935 {
 936         WRITE_ONCE(*pudp, pud);
 937 }
 938
 939 static inline void set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 940 {
 941         WRITE_ONCE(*pmdp, pmd);
 942 }
 943
 944 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 945 {
 946         WRITE_ONCE(*ptep, pte);
 947 }
 948
 949 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
 950 {
 951         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R1)
 952                 set_pgd(pgd, __pgd(_REGION1_ENTRY_EMPTY));
 953 }
 954
 955 static inline void p4d_clear(p4d_t *p4d)
 956 {
 957         if ((p4d_val(*p4d) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 958                 set_p4d(p4d, __p4d(_REGION2_ENTRY_EMPTY));
 959 }
 960
 961 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
 962 {
 963         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 964                 set_pud(pud, __pud(_REGION3_ENTRY_EMPTY));
 965 }
 966
 967 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 968 {
 969         set_pmd(pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
 970 }
 971
 972 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 973 {
 974         set_pte(ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 975 }
 976
 977 /*
 978  * The following pte modification functions only work if
 979  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 980  */
 981 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 982 {
 983         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(~_PAGE_CHG_MASK));
 984         pte = set_pte_bit(pte, newprot);
 985         /*
 986          * newprot for PAGE_NONE, PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW and PAGE_RWX
 987          * has the invalid bit set, clear it again for readable, young pages
 988          */
 989         if ((pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) && (pte_val(pte) & _PAGE_READ))
 990                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_INVALID));
 991         /*
 992          * newprot for PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW and PAGE_RWX has the page
 993          * protection bit set, clear it again for writable, dirty pages
 994          */
 995         if ((pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
 996                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
 997         return pte;
 998 }
 999
1000 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
1001 {
1002         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_WRITE));
1003         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
1004 }
1005
1006 static inline pte_t pte_mkwrite_novma(pte_t pte)
1007 {
1008         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_WRITE));
1009         if (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY)
1010                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
1011         return pte;
1012 }
1013
1014 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
1015 {
1016         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_DIRTY));
1017         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
1018 }
1019
1020 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
1021 {
1022         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_DIRTY | _PAGE_SOFT_DIRTY));
1023         if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
1024                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
1025         return pte;
1026 }
1027
1028 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
1029 {
1030         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_YOUNG));
1031         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_INVALID));
1032 }
1033
1034 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
1035 {
1036         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_YOUNG));
1037         if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
1038                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_INVALID));
1039         return pte;
1040 }
1041
1042 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
1043 {
1044         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SPECIAL));
1045 }
1046
1047 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1048 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
1049 {
1050         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_LARGE));
1051 }
1052 #endif
1053
1054 #define IPTE_GLOBAL     0
1055 #define IPTE_LOCAL      1
1056
1057 #define IPTE_NODAT      0x400
1058 #define IPTE_GUEST_ASCE 0x800
1059
1060 static __always_inline void __ptep_rdp(unsigned long addr, pte_t *ptep,
1061                                        unsigned long opt, unsigned long asce,
1062                                        int local)
1063 {
1064         unsigned long pto;
1065
1066         pto = __pa(ptep) & ~(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t) - 1);
1067         asm volatile(".insn rrf,0xb98b0000,%[r1],%[r2],%[asce],%[m4]"
1068                      : "+m" (*ptep)
1069                      : [r1] "a" (pto), [r2] "a" ((addr & PAGE_MASK) | opt),
1070                        [asce] "a" (asce), [m4] "i" (local));
1071 }
1072
1073 static __always_inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep,
1074                                         unsigned long opt, unsigned long asce,
1075                                         int local)
1076 {
1077         unsigned long pto = __pa(ptep);
1078
1079         if (__builtin_constant_p(opt) && opt == 0) {
1080                 /* Invalidation + TLB flush for the pte */
1081                 asm volatile(
1082                         "       ipte    %[r1],%[r2],0,%[m4]"
1083                         : "+m" (*ptep) : [r1] "a" (pto), [r2] "a" (address),
1084                           [m4] "i" (local));
1085                 return;
1086         }
1087
1088         /* Invalidate ptes with options + TLB flush of the ptes */
1089         opt = opt | (asce & _ASCE_ORIGIN);
1090         asm volatile(
1091                 "       ipte    %[r1],%[r2],%[r3],%[m4]"
1092                 : [r2] "+a" (address), [r3] "+a" (opt)
1093                 : [r1] "a" (pto), [m4] "i" (local) : "memory");
1094 }
1095
1096 static __always_inline void __ptep_ipte_range(unsigned long address, int nr,
1097                                               pte_t *ptep, int local)
1098 {
1099         unsigned long pto = __pa(ptep);
1100
1101         /* Invalidate a range of ptes + TLB flush of the ptes */
1102         do {
1103                 asm volatile(
1104                         "       ipte %[r1],%[r2],%[r3],%[m4]"
1105                         : [r2] "+a" (address), [r3] "+a" (nr)
1106                         : [r1] "a" (pto), [m4] "i" (local) : "memory");
1107         } while (nr != 255);
1108 }
1109
1110 /*
1111  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
1112  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
1113  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
1114  * to modify an active pte. The sequence is
1115  *   1) ptep_get_and_clear
1116  *   2) set_pte_at
1117  *   3) flush_tlb_range
1118  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
1119  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
1120  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
1121  * is a nop.
1122  */
1123 pte_t ptep_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
1124 pte_t ptep_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
1125
1126 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1127 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1128                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
1129 {
1130         pte_t pte = *ptep;
1131
1132         pte = ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, pte_mkold(pte));
1133         return pte_young(pte);
1134 }
1135
1136 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1137 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1138                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
1139 {
1140         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
1141 }
1142
1143 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1144 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1145                                        unsigned long addr, pte_t *ptep)
1146 {
1147         pte_t res;
1148
1149         res = ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
1150         /* At this point the reference through the mapping is still present */
1151         if (mm_is_protected(mm) && pte_present(res))
1152                 uv_convert_owned_from_secure(pte_val(res) & PAGE_MASK);
1153         return res;
1154 }
1155
1156 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1157 pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t *);
1158 void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *, unsigned long,
1159                              pte_t *, pte_t, pte_t);
1160
1161 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
1162 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1163                                      unsigned long addr, pte_t *ptep)
1164 {
1165         pte_t res;
1166
1167         res = ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
1168         /* At this point the reference through the mapping is still present */
1169         if (mm_is_protected(vma->vm_mm) && pte_present(res))
1170                 uv_convert_owned_from_secure(pte_val(res) & PAGE_MASK);
1171         return res;
1172 }
1173
1174 /*
1175  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
1176  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
1177  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
1178  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
1179  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
1180  */
1181 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
1182 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1183                                             unsigned long addr,
1184                                             pte_t *ptep, int full)
1185 {
1186         pte_t res;
1187
1188         if (full) {
1189                 res = *ptep;
1190                 set_pte(ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
1191         } else {
1192                 res = ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
1193         }
1194         /* Nothing to do */
1195         if (!mm_is_protected(mm) || !pte_present(res))
1196                 return res;
1197         /*
1198          * At this point the reference through the mapping is still present.
1199          * The notifier should have destroyed all protected vCPUs at this
1200          * point, so the destroy should be successful.
1201          */
1202         if (full && !uv_destroy_owned_page(pte_val(res) & PAGE_MASK))
1203                 return res;
1204         /*
1205          * If something went wrong and the page could not be destroyed, or
1206          * if this is not a mm teardown, the slower export is used as
1207          * fallback instead.
1208          */
1209         uv_convert_owned_from_secure(pte_val(res) & PAGE_MASK);
1210         return res;
1211 }
1212
1213 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1214 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1215                                       unsigned long addr, pte_t *ptep)
1216 {
1217         pte_t pte = *ptep;
1218
1219         if (pte_write(pte))
1220                 ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, pte_wrprotect(pte));
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Check if PTEs only differ in _PAGE_PROTECT HW bit, but also allow SW PTE
1225  * bits in the comparison. Those might change e.g. because of dirty and young
1226  * tracking.
1227  */
1228 static inline int pte_allow_rdp(pte_t old, pte_t new)
1229 {
1230         /*
1231          * Only allow changes from RO to RW
1232          */
1233         if (!(pte_val(old) & _PAGE_PROTECT) || pte_val(new) & _PAGE_PROTECT)
1234                 return 0;
1235
1236         return (pte_val(old) & _PAGE_RDP_MASK) == (pte_val(new) & _PAGE_RDP_MASK);
1237 }
1238
1239 static inline void flush_tlb_fix_spurious_fault(struct vm_area_struct *vma,
1240                                                 unsigned long address,
1241                                                 pte_t *ptep)
1242 {
1243         /*
1244          * RDP might not have propagated the PTE protection reset to all CPUs,
1245          * so there could be spurious TLB protection faults.
1246          * NOTE: This will also be called when a racing pagetable update on
1247          * another thread already installed the correct PTE. Both cases cannot
1248          * really be distinguished.
1249          * Therefore, only do the local TLB flush when RDP can be used, and the
1250          * PTE does not have _PAGE_PROTECT set, to avoid unnecessary overhead.
1251          * A local RDP can be used to do the flush.
1252          */
1253         if (MACHINE_HAS_RDP && !(pte_val(*ptep) & _PAGE_PROTECT))
1254                 __ptep_rdp(address, ptep, 0, 0, 1);
1255 }
1256 #define flush_tlb_fix_spurious_fault flush_tlb_fix_spurious_fault
1257
1258 void ptep_reset_dat_prot(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep,
1259                          pte_t new);
1260
1261 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1262 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1263                                         unsigned long addr, pte_t *ptep,
1264                                         pte_t entry, int dirty)
1265 {
1266         if (pte_same(*ptep, entry))
1267                 return 0;
1268         if (MACHINE_HAS_RDP && !mm_has_pgste(vma->vm_mm) && pte_allow_rdp(*ptep, entry))
1269                 ptep_reset_dat_prot(vma->vm_mm, addr, ptep, entry);
1270         else
1271                 ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, entry);
1272         return 1;
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Additional functions to handle KVM guest page tables
1277  */
1278 void ptep_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1279                      pte_t *ptep, pte_t entry);
1280 void ptep_set_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1281 void ptep_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1282                  pte_t *ptep, unsigned long bits);
1283 int ptep_force_prot(struct mm_struct *mm, unsigned long gaddr,
1284                     pte_t *ptep, int prot, unsigned long bit);
1285 void ptep_zap_unused(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1286                      pte_t *ptep , int reset);
1287 void ptep_zap_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1288 int ptep_shadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr,
1289                     pte_t *sptep, pte_t *tptep, pte_t pte);
1290 void ptep_unshadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr, pte_t *ptep);
1291
1292 bool ptep_test_and_clear_uc(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1293                             pte_t *ptep);
1294 int set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1295                           unsigned char key, bool nq);
1296 int cond_set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1297                                unsigned char key, unsigned char *oldkey,
1298                                bool nq, bool mr, bool mc);
1299 int reset_guest_reference_bit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1300 int get_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1301                           unsigned char *key);
1302
1303 int set_pgste_bits(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1304                                 unsigned long bits, unsigned long value);
1305 int get_pgste(struct mm_struct *mm, unsigned long hva, unsigned long *pgstep);
1306 int pgste_perform_essa(struct mm_struct *mm, unsigned long hva, int orc,
1307                         unsigned long *oldpte, unsigned long *oldpgste);
1308 void gmap_pmdp_csp(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr);
1309 void gmap_pmdp_invalidate(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr);
1310 void gmap_pmdp_idte_local(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr);
1311 void gmap_pmdp_idte_global(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr);
1312
1313 #define pgprot_writecombine     pgprot_writecombine
1314 pgprot_t pgprot_writecombine(pgprot_t prot);
1315
1316 #define pgprot_writethrough     pgprot_writethrough
1317 pgprot_t pgprot_writethrough(pgprot_t prot);
1318
1319 #define PFN_PTE_SHIFT           PAGE_SHIFT
1320
1321 /*
1322  * Set multiple PTEs to consecutive pages with a single call.  All PTEs
1323  * are within the same folio, PMD and VMA.
1324  */
1325 static inline void set_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1326                               pte_t *ptep, pte_t entry, unsigned int nr)
1327 {
1328         if (pte_present(entry))
1329                 entry = clear_pte_bit(entry, __pgprot(_PAGE_UNUSED));
1330         if (mm_has_pgste(mm)) {
1331                 for (;;) {
1332                         ptep_set_pte_at(mm, addr, ptep, entry);
1333                         if (--nr == 0)
1334                                 break;
1335                         ptep++;
1336                         entry = __pte(pte_val(entry) + PAGE_SIZE);
1337                         addr += PAGE_SIZE;
1338                 }
1339         } else {
1340                 for (;;) {
1341                         set_pte(ptep, entry);
1342                         if (--nr == 0)
1343                                 break;
1344                         ptep++;
1345                         entry = __pte(pte_val(entry) + PAGE_SIZE);
1346                 }
1347         }
1348 }
1349 #define set_ptes set_ptes
1350
1351 /*
1352  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1353  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1354  */
1355 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1356 {
1357         pte_t __pte;
1358
1359         __pte = __pte(physpage | pgprot_val(pgprot));
1360         if (!MACHINE_HAS_NX)
1361                 __pte = clear_pte_bit(__pte, __pgprot(_PAGE_NOEXEC));
1362         return pte_mkyoung(__pte);
1363 }
1364
1365 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1366 {
1367         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1368         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1369
1370         if (pte_write(__pte) && PageDirty(page))
1371                 __pte = pte_mkdirty(__pte);
1372         return __pte;
1373 }
1374
1375 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1376 #define p4d_index(address) (((address) >> P4D_SHIFT) & (PTRS_PER_P4D-1))
1377 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1378 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1379
1380 #define p4d_deref(pud) ((unsigned long)__va(p4d_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN))
1381 #define pgd_deref(pgd) ((unsigned long)__va(pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN))
1382
1383 static inline unsigned long pmd_deref(pmd_t pmd)
1384 {
1385         unsigned long origin_mask;
1386
1387         origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
1388         if (pmd_leaf(pmd))
1389                 origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
1390         return (unsigned long)__va(pmd_val(pmd) & origin_mask);
1391 }
1392
1393 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
1394 {
1395         return __pa(pmd_deref(pmd)) >> PAGE_SHIFT;
1396 }
1397
1398 static inline unsigned long pud_deref(pud_t pud)
1399 {
1400         unsigned long origin_mask;
1401
1402         origin_mask = _REGION_ENTRY_ORIGIN;
1403         if (pud_leaf(pud))
1404                 origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
1405         return (unsigned long)__va(pud_val(pud) & origin_mask);
1406 }
1407
1408 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
1409 {
1410         return __pa(pud_deref(pud)) >> PAGE_SHIFT;
1411 }
1412
1413 /*
1414  * The pgd_offset function *always* adds the index for the top-level
1415  * region/segment table. This is done to get a sequence like the
1416  * following to work:
1417  *      pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
1418  *      pgd = READ_ONCE(*pgdp);
1419  *      p4dp = p4d_offset(&pgd, addr);
1420  *      ...
1421  * The subsequent p4d_offset, pud_offset and pmd_offset functions
1422  * only add an index if they dereferenced the pointer.
1423  */
1424 static inline pgd_t *pgd_offset_raw(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1425 {
1426         unsigned long rste;
1427         unsigned int shift;
1428
1429         /* Get the first entry of the top level table */
1430         rste = pgd_val(*pgd);
1431         /* Pick up the shift from the table type of the first entry */
1432         shift = ((rste & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) >> 2) * 11 + 20;
1433         return pgd + ((address >> shift) & (PTRS_PER_PGD - 1));
1434 }
1435
1436 #define pgd_offset(mm, address) pgd_offset_raw(READ_ONCE((mm)->pgd), address)
1437
1438 static inline p4d_t *p4d_offset_lockless(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long address)
1439 {
1440         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) >= _REGION_ENTRY_TYPE_R1)
1441                 return (p4d_t *) pgd_deref(pgd) + p4d_index(address);
1442         return (p4d_t *) pgdp;
1443 }
1444 #define p4d_offset_lockless p4d_offset_lockless
1445
1446 static inline p4d_t *p4d_offset(pgd_t *pgdp, unsigned long address)
1447 {
1448         return p4d_offset_lockless(pgdp, *pgdp, address);
1449 }
1450
1451 static inline pud_t *pud_offset_lockless(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long address)
1452 {
1453         if ((p4d_val(p4d) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) >= _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1454                 return (pud_t *) p4d_deref(p4d) + pud_index(address);
1455         return (pud_t *) p4dp;
1456 }
1457 #define pud_offset_lockless pud_offset_lockless
1458
1459 static inline pud_t *pud_offset(p4d_t *p4dp, unsigned long address)
1460 {
1461         return pud_offset_lockless(p4dp, *p4dp, address);
1462 }
1463 #define pud_offset pud_offset
1464
1465 static inline pmd_t *pmd_offset_lockless(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long address)
1466 {
1467         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) >= _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1468                 return (pmd_t *) pud_deref(pud) + pmd_index(address);
1469         return (pmd_t *) pudp;
1470 }
1471 #define pmd_offset_lockless pmd_offset_lockless
1472
1473 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pudp, unsigned long address)
1474 {
1475         return pmd_offset_lockless(pudp, *pudp, address);
1476 }
1477 #define pmd_offset pmd_offset
1478
1479 static inline unsigned long pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
1480 {
1481         return (unsigned long) pmd_deref(pmd);
1482 }
1483
1484 static inline bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
1485 {
1486         return end <= current->mm->context.asce_limit;
1487 }
1488 #define gup_fast_permitted gup_fast_permitted
1489
1490 #define pfn_pte(pfn, pgprot)    mk_pte_phys(((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1491 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1492 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1493
1494 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_pfn(pmd))
1495 #define pud_page(pud) pfn_to_page(pud_pfn(pud))
1496 #define p4d_page(p4d) pfn_to_page(p4d_pfn(p4d))
1497 #define pgd_page(pgd) pfn_to_page(pgd_pfn(pgd))
1498
1499 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1500 {
1501         pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_WRITE));
1502         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1503 }
1504
1505 static inline pmd_t pmd_mkwrite_novma(pmd_t pmd)
1506 {
1507         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_WRITE));
1508         if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY)
1509                 pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1510         return pmd;
1511 }
1512
1513 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
1514 {
1515         pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_DIRTY));
1516         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1517 }
1518
1519 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1520 {
1521         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_DIRTY | _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY));
1522         if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
1523                 pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1524         return pmd;
1525 }
1526
1527 static inline pud_t pud_wrprotect(pud_t pud)
1528 {
1529         pud = clear_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION3_ENTRY_WRITE));
1530         return set_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION_ENTRY_PROTECT));
1531 }
1532
1533 static inline pud_t pud_mkwrite(pud_t pud)
1534 {
1535         pud = set_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION3_ENTRY_WRITE));
1536         if (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_DIRTY)
1537                 pud = clear_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION_ENTRY_PROTECT));
1538         return pud;
1539 }
1540
1541 static inline pud_t pud_mkclean(pud_t pud)
1542 {
1543         pud = clear_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION3_ENTRY_DIRTY));
1544         return set_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION_ENTRY_PROTECT));
1545 }
1546
1547 static inline pud_t pud_mkdirty(pud_t pud)
1548 {
1549         pud = set_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION3_ENTRY_DIRTY | _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY));
1550         if (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_WRITE)
1551                 pud = clear_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION_ENTRY_PROTECT));
1552         return pud;
1553 }
1554
1555 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1556 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1557 {
1558         /*
1559          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW or PAGE_RWX
1560          * (see __Pxxx / __Sxxx). Convert to segment table entry format.
1561          */
1562         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1563                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1564         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RO))
1565                 return pgprot_val(SEGMENT_RO);
1566         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RX))
1567                 return pgprot_val(SEGMENT_RX);
1568         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RW))
1569                 return pgprot_val(SEGMENT_RW);
1570         return pgprot_val(SEGMENT_RWX);
1571 }
1572
1573 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1574 {
1575         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_YOUNG));
1576         if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ)
1577                 pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1578         return pmd;
1579 }
1580
1581 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1582 {
1583         pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_YOUNG));
1584         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1585 }
1586
1587 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1588 {
1589         unsigned long mask;
1590
1591         mask  = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
1592         mask |= _SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1593         mask |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1594         mask |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1595         mask |= _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1596         pmd = __pmd(pmd_val(pmd) & mask);
1597         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(massage_pgprot_pmd(newprot)));
1598         if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1599                 pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1600         if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG))
1601                 pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1602         return pmd;
1603 }
1604
1605 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1606 {
1607         return __pmd(physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot));
1608 }
1609
1610 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1611
1612 static inline void __pmdp_csp(pmd_t *pmdp)
1613 {
1614         csp((unsigned int *)pmdp + 1, pmd_val(*pmdp),
1615             pmd_val(*pmdp) | _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1616 }
1617
1618 #define IDTE_GLOBAL     0
1619 #define IDTE_LOCAL      1
1620
1621 #define IDTE_PTOA       0x0800
1622 #define IDTE_NODAT      0x1000
1623 #define IDTE_GUEST_ASCE 0x2000
1624
1625 static __always_inline void __pmdp_idte(unsigned long addr, pmd_t *pmdp,
1626                                         unsigned long opt, unsigned long asce,
1627                                         int local)
1628 {
1629         unsigned long sto;
1630
1631         sto = __pa(pmdp) - pmd_index(addr) * sizeof(pmd_t);
1632         if (__builtin_constant_p(opt) && opt == 0) {
1633                 /* flush without guest asce */
1634                 asm volatile(
1635                         "       idte    %[r1],0,%[r2],%[m4]"
1636                         : "+m" (*pmdp)
1637                         : [r1] "a" (sto), [r2] "a" ((addr & HPAGE_MASK)),
1638                           [m4] "i" (local)
1639                         : "cc" );
1640         } else {
1641                 /* flush with guest asce */
1642                 asm volatile(
1643                         "       idte    %[r1],%[r3],%[r2],%[m4]"
1644                         : "+m" (*pmdp)
1645                         : [r1] "a" (sto), [r2] "a" ((addr & HPAGE_MASK) | opt),
1646                           [r3] "a" (asce), [m4] "i" (local)
1647                         : "cc" );
1648         }
1649 }
1650
1651 static __always_inline void __pudp_idte(unsigned long addr, pud_t *pudp,
1652                                         unsigned long opt, unsigned long asce,
1653                                         int local)
1654 {
1655         unsigned long r3o;
1656
1657         r3o = __pa(pudp) - pud_index(addr) * sizeof(pud_t);
1658         r3o |= _ASCE_TYPE_REGION3;
1659         if (__builtin_constant_p(opt) && opt == 0) {
1660                 /* flush without guest asce */
1661                 asm volatile(
1662                         "       idte    %[r1],0,%[r2],%[m4]"
1663                         : "+m" (*pudp)
1664                         : [r1] "a" (r3o), [r2] "a" ((addr & PUD_MASK)),
1665                           [m4] "i" (local)
1666                         : "cc");
1667         } else {
1668                 /* flush with guest asce */
1669                 asm volatile(
1670                         "       idte    %[r1],%[r3],%[r2],%[m4]"
1671                         : "+m" (*pudp)
1672                         : [r1] "a" (r3o), [r2] "a" ((addr & PUD_MASK) | opt),
1673                           [r3] "a" (asce), [m4] "i" (local)
1674                         : "cc" );
1675         }
1676 }
1677
1678 pmd_t pmdp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1679 pmd_t pmdp_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1680 pud_t pudp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pud_t *, pud_t);
1681
1682 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1683
1684 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1685 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1686                                 pgtable_t pgtable);
1687
1688 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1689 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
1690
1691 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
1692 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1693                                         unsigned long addr, pmd_t *pmdp,
1694                                         pmd_t entry, int dirty)
1695 {
1696         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1697
1698         entry = pmd_mkyoung(entry);
1699         if (dirty)
1700                 entry = pmd_mkdirty(entry);
1701         if (pmd_val(*pmdp) == pmd_val(entry))
1702                 return 0;
1703         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, entry);
1704         return 1;
1705 }
1706
1707 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1708 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1709                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1710 {
1711         pmd_t pmd = *pmdp;
1712
1713         pmd = pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, pmd_mkold(pmd));
1714         return pmd_young(pmd);
1715 }
1716
1717 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1718 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1719                                          unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1720 {
1721         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1722         return pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmdp);
1723 }
1724
1725 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1726                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1727 {
1728         if (!MACHINE_HAS_NX)
1729                 entry = clear_pmd_bit(entry, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_NOEXEC));
1730         set_pmd(pmdp, entry);
1731 }
1732
1733 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1734 {
1735         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_LARGE));
1736         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_YOUNG));
1737         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1738 }
1739
1740 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1741 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1742                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1743 {
1744         return pmdp_xchg_direct(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1745 }
1746
1747 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
1748 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct vm_area_struct *vma,
1749                                                  unsigned long addr,
1750                                                  pmd_t *pmdp, int full)
1751 {
1752         if (full) {
1753                 pmd_t pmd = *pmdp;
1754                 set_pmd(pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1755                 return pmd;
1756         }
1757         return pmdp_xchg_lazy(vma->vm_mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1758 }
1759
1760 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
1761 static inline pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1762                                           unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1763 {
1764         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, pmdp);
1765 }
1766
1767 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1768 static inline pmd_t pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1769                                    unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1770 {
1771         pmd_t pmd = __pmd(pmd_val(*pmdp) | _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1772
1773         return pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, pmd);
1774 }
1775
1776 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1777 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1778                                       unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1779 {
1780         pmd_t pmd = *pmdp;
1781
1782         if (pmd_write(pmd))
1783                 pmd = pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1784 }
1785
1786 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
1787                                         unsigned long address,
1788                                         pmd_t *pmdp)
1789 {
1790         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1791 }
1792 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
1793
1794 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1795 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1796
1797 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1798 {
1799         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1800 }
1801
1802 #define has_transparent_hugepage has_transparent_hugepage
1803 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1804 {
1805         return MACHINE_HAS_EDAT1 ? 1 : 0;
1806 }
1807 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1808
1809 /*
1810  * 64 bit swap entry format:
1811  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1812  * Bits 54 and 63 are used to indicate the page type. Bit 53 marks the pte
1813  * as invalid.
1814  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x201) == 0x200
1815  * |                      offset                        |E11XX|type |S0|
1816  * |0000000000111111111122222222223333333333444444444455|55555|55566|66|
1817  * |0123456789012345678901234567890123456789012345678901|23456|78901|23|
1818  *
1819  * Bits 0-51 store the offset.
1820  * Bit 52 (E) is used to remember PG_anon_exclusive.
1821  * Bits 57-61 store the type.
1822  * Bit 62 (S) is used for softdirty tracking.
1823  * Bits 55 and 56 (X) are unused.
1824  */
1825
1826 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << 52) - 1)
1827 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      12
1828 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << 5) - 1)
1829 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
1830
1831 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1832 {
1833         unsigned long pteval;
1834
1835         pteval = _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT;
1836         pteval |= (offset & __SWP_OFFSET_MASK) << __SWP_OFFSET_SHIFT;
1837         pteval |= (type & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT;
1838         return __pte(pteval);
1839 }
1840
1841 static inline unsigned long __swp_type(swp_entry_t entry)
1842 {
1843         return (entry.val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK;
1844 }
1845
1846 static inline unsigned long __swp_offset(swp_entry_t entry)
1847 {
1848         return (entry.val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK;
1849 }
1850
1851 static inline swp_entry_t __swp_entry(unsigned long type, unsigned long offset)
1852 {
1853         return (swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte(type, offset)) };
1854 }
1855
1856 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1857 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1858
1859 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1860 extern void vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1861 extern int __vmem_map_4k_page(unsigned long addr, unsigned long phys, pgprot_t prot, bool alloc);
1862 extern int vmem_map_4k_page(unsigned long addr, unsigned long phys, pgprot_t prot);
1863 extern void vmem_unmap_4k_page(unsigned long addr);
1864 extern pte_t *vmem_get_alloc_pte(unsigned long addr, bool alloc);
1865 extern int s390_enable_sie(void);
1866 extern int s390_enable_skey(void);
1867 extern void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm);
1868
1869 /* s390 has a private copy of get unmapped area to deal with cache synonyms */
1870 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
1871 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
1872
1873 #define pmd_pgtable(pmd) \
1874         ((pgtable_t)__va(pmd_val(pmd) & -sizeof(pte_t)*PTRS_PER_PTE))
1875
1876 #endif /* _S390_PAGE_H */