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 #ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE
 111 #define KASLR_LEN       (1UL << 31)
 112 #else
 113 #define KASLR_LEN       0UL
 114 #endif
 115
 116 /*
 117  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
 118  * |                     PFRA                         |0IPC|  OS  |
 119  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 120  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 121  *
 122  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
 123  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 124  * C Change-bit override: HW is not required to set change bit
 125  *
 126  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
 127  * |        P-table origin                              |      TT
 128  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 129  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 130  *
 131  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 132  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
 133  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 134  * TT Type 00
 135  *
 136  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
 137  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
 138  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 139  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 140  *
 141  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 142  * TT Type 01
 143  * TF
 144  * TL Table length
 145  *
 146  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
 147  * |      region table origon                          |       DTTL
 148  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 149  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 150  *
 151  * X Space-Switch event:
 152  * G Segment-Invalid Bit:
 153  * P Private-Space Bit:
 154  * S Storage-Alteration:
 155  * R Real space
 156  * TL Table-Length:
 157  *
 158  * A storage key has the following format:
 159  * | ACC |F|R|C|0|
 160  *  0   3 4 5 6 7
 161  * ACC: access key
 162  * F  : fetch protection bit
 163  * R  : referenced bit
 164  * C  : changed bit
 165  */
 166
 167 /* Hardware bits in the page table entry */
 168 #define _PAGE_NOEXEC    0x100           /* HW no-execute bit  */
 169 #define _PAGE_PROTECT   0x200           /* HW read-only bit  */
 170 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
 171 #define _PAGE_LARGE     0x800           /* Bit to mark a large pte */
 172
 173 /* Software bits in the page table entry */
 174 #define _PAGE_PRESENT   0x001           /* SW pte present bit */
 175 #define _PAGE_YOUNG     0x004           /* SW pte young bit */
 176 #define _PAGE_DIRTY     0x008           /* SW pte dirty bit */
 177 #define _PAGE_READ      0x010           /* SW pte read bit */
 178 #define _PAGE_WRITE     0x020           /* SW pte write bit */
 179 #define _PAGE_SPECIAL   0x040           /* SW associated with special page */
 180 #define _PAGE_UNUSED    0x080           /* SW bit for pgste usage state */
 181
 182 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 183 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x002          /* SW pte soft dirty bit */
 184 #else
 185 #define _PAGE_SOFT_DIRTY 0x000
 186 #endif
 187
 188 #define _PAGE_SW_BITS   0xffUL          /* All SW bits */
 189
 190 #define _PAGE_SWP_EXCLUSIVE _PAGE_LARGE /* SW pte exclusive swap bit */
 191
 192 /* Set of bits not changed in pte_modify */
 193 #define _PAGE_CHG_MASK          (PAGE_MASK | _PAGE_SPECIAL | _PAGE_DIRTY | \
 194                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_SOFT_DIRTY)
 195
 196 /*
 197  * Mask of bits that must not be changed with RDP. Allow only _PAGE_PROTECT
 198  * HW bit and all SW bits.
 199  */
 200 #define _PAGE_RDP_MASK          ~(_PAGE_PROTECT | _PAGE_SW_BITS)
 201
 202 /*
 203  * handle_pte_fault uses pte_present and pte_none to find out the pte type
 204  * WITHOUT holding the page table lock. The _PAGE_PRESENT bit is used to
 205  * distinguish present from not-present ptes. It is changed only with the page
 206  * table lock held.
 207  *
 208  * The following table gives the different possible bit combinations for
 209  * the pte hardware and software bits in the last 12 bits of a pte
 210  * (. unassigned bit, x don't care, t swap type):
 211  *
 212  *                              842100000000
 213  *                              000084210000
 214  *                              000000008421
 215  *                              .IR.uswrdy.p
 216  * empty                        .10.00000000
 217  * swap                         .11..ttttt.0
 218  * prot-none, clean, old        .11.xx0000.1
 219  * prot-none, clean, young      .11.xx0001.1
 220  * prot-none, dirty, old        .11.xx0010.1
 221  * prot-none, dirty, young      .11.xx0011.1
 222  * read-only, clean, old        .11.xx0100.1
 223  * read-only, clean, young      .01.xx0101.1
 224  * read-only, dirty, old        .11.xx0110.1
 225  * read-only, dirty, young      .01.xx0111.1
 226  * read-write, clean, old       .11.xx1100.1
 227  * read-write, clean, young     .01.xx1101.1
 228  * read-write, dirty, old       .10.xx1110.1
 229  * read-write, dirty, young     .00.xx1111.1
 230  * HW-bits: R read-only, I invalid
 231  * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
 232  *          u unused, l large
 233  *
 234  * pte_none    is true for the bit pattern .10.00000000, pte == 0x400
 235  * pte_swap    is true for the bit pattern .11..ooooo.0, (pte & 0x201) == 0x200
 236  * pte_present is true for the bit pattern .xx.xxxxxx.1, (pte & 0x001) == 0x001
 237  */
 238
 239 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
 240 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 241 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 242 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 243 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
 244 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
 245 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
 246 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
 247 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
 248 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
 249 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
 250 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
 251
 252 /* Bits in the region table entry */
 253 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 254 #define _REGION_ENTRY_PROTECT   0x200   /* region protection bit            */
 255 #define _REGION_ENTRY_NOEXEC    0x100   /* region no-execute bit            */
 256 #define _REGION_ENTRY_OFFSET    0xc0    /* region table offset              */
 257 #define _REGION_ENTRY_INVALID   0x20    /* invalid region table entry       */
 258 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region table type mask           */
 259 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
 260 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
 261 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
 262 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
 263
 264 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 265 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 266 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 267 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 268 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 269 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INVALID)
 270
 271 #define _REGION3_ENTRY_HARDWARE_BITS            0xfffffffffffff6ffUL
 272 #define _REGION3_ENTRY_HARDWARE_BITS_LARGE      0xffffffff8001073cUL
 273 #define _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0x7fffffffUL /* large page address      */
 274 #define _REGION3_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW region dirty bit */
 275 #define _REGION3_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW region young bit */
 276 #define _REGION3_ENTRY_LARGE    0x0400  /* RTTE-format control, large page  */
 277 #define _REGION3_ENTRY_WRITE    0x0002  /* SW region write bit */
 278 #define _REGION3_ENTRY_READ     0x0001  /* SW region read bit */
 279
 280 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 281 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW region soft dirty bit */
 282 #else
 283 #define _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW region soft dirty bit */
 284 #endif
 285
 286 #define _REGION_ENTRY_BITS       0xfffffffffffff22fUL
 287
 288 /* Bits in the segment table entry */
 289 #define _SEGMENT_ENTRY_BITS                     0xfffffffffffffe3fUL
 290 #define _SEGMENT_ENTRY_HARDWARE_BITS            0xfffffffffffffe3cUL
 291 #define _SEGMENT_ENTRY_HARDWARE_BITS_LARGE      0xfffffffffff1073cUL
 292 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE ~0xfffffUL /* large page address        */
 293 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* page table origin                */
 294 #define _SEGMENT_ENTRY_PROTECT  0x200   /* segment protection bit           */
 295 #define _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC   0x100   /* segment no-execute bit           */
 296 #define _SEGMENT_ENTRY_INVALID  0x20    /* invalid segment table entry      */
 297 #define _SEGMENT_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c   /* segment table type mask          */
 298
 299 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
 300 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INVALID)
 301
 302 #define _SEGMENT_ENTRY_DIRTY    0x2000  /* SW segment dirty bit */
 303 #define _SEGMENT_ENTRY_YOUNG    0x1000  /* SW segment young bit */
 304 #define _SEGMENT_ENTRY_LARGE    0x0400  /* STE-format control, large page */
 305 #define _SEGMENT_ENTRY_WRITE    0x0002  /* SW segment write bit */
 306 #define _SEGMENT_ENTRY_READ     0x0001  /* SW segment read bit */
 307
 308 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
 309 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x4000 /* SW segment soft dirty bit */
 310 #else
 311 #define _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY 0x0000 /* SW segment soft dirty bit */
 312 #endif
 313
 314 #define _CRST_ENTRIES   2048    /* number of region/segment table entries */
 315 #define _PAGE_ENTRIES   256     /* number of page table entries */
 316
 317 #define _CRST_TABLE_SIZE (_CRST_ENTRIES * 8)
 318 #define _PAGE_TABLE_SIZE (_PAGE_ENTRIES * 8)
 319
 320 #define _REGION1_SHIFT  53
 321 #define _REGION2_SHIFT  42
 322 #define _REGION3_SHIFT  31
 323 #define _SEGMENT_SHIFT  20
 324
 325 #define _REGION1_INDEX  (0x7ffUL << _REGION1_SHIFT)
 326 #define _REGION2_INDEX  (0x7ffUL << _REGION2_SHIFT)
 327 #define _REGION3_INDEX  (0x7ffUL << _REGION3_SHIFT)
 328 #define _SEGMENT_INDEX  (0x7ffUL << _SEGMENT_SHIFT)
 329 #define _PAGE_INDEX     (0xffUL  << _PAGE_SHIFT)
 330
 331 #define _REGION1_SIZE   (1UL << _REGION1_SHIFT)
 332 #define _REGION2_SIZE   (1UL << _REGION2_SHIFT)
 333 #define _REGION3_SIZE   (1UL << _REGION3_SHIFT)
 334 #define _SEGMENT_SIZE   (1UL << _SEGMENT_SHIFT)
 335
 336 #define _REGION1_MASK   (~(_REGION1_SIZE - 1))
 337 #define _REGION2_MASK   (~(_REGION2_SIZE - 1))
 338 #define _REGION3_MASK   (~(_REGION3_SIZE - 1))
 339 #define _SEGMENT_MASK   (~(_SEGMENT_SIZE - 1))
 340
 341 #define PMD_SHIFT       _SEGMENT_SHIFT
 342 #define PUD_SHIFT       _REGION3_SHIFT
 343 #define P4D_SHIFT       _REGION2_SHIFT
 344 #define PGDIR_SHIFT     _REGION1_SHIFT
 345
 346 #define PMD_SIZE        _SEGMENT_SIZE
 347 #define PUD_SIZE        _REGION3_SIZE
 348 #define P4D_SIZE        _REGION2_SIZE
 349 #define PGDIR_SIZE      _REGION1_SIZE
 350
 351 #define PMD_MASK        _SEGMENT_MASK
 352 #define PUD_MASK        _REGION3_MASK
 353 #define P4D_MASK        _REGION2_MASK
 354 #define PGDIR_MASK      _REGION1_MASK
 355
 356 #define PTRS_PER_PTE    _PAGE_ENTRIES
 357 #define PTRS_PER_PMD    _CRST_ENTRIES
 358 #define PTRS_PER_PUD    _CRST_ENTRIES
 359 #define PTRS_PER_P4D    _CRST_ENTRIES
 360 #define PTRS_PER_PGD    _CRST_ENTRIES
 361
 362 /*
 363  * Segment table and region3 table entry encoding
 364  * (R = read-only, I = invalid, y = young bit):
 365  *                              dy..R...I...wr
 366  * prot-none, clean, old        00..1...1...00
 367  * prot-none, clean, young      01..1...1...00
 368  * prot-none, dirty, old        10..1...1...00
 369  * prot-none, dirty, young      11..1...1...00
 370  * read-only, clean, old        00..1...1...01
 371  * read-only, clean, young      01..1...0...01
 372  * read-only, dirty, old        10..1...1...01
 373  * read-only, dirty, young      11..1...0...01
 374  * read-write, clean, old       00..1...1...11
 375  * read-write, clean, young     01..1...0...11
 376  * read-write, dirty, old       10..0...1...11
 377  * read-write, dirty, young     11..0...0...11
 378  * The segment table origin is used to distinguish empty (origin==0) from
 379  * read-write, old segment table entries (origin!=0)
 380  * HW-bits: R read-only, I invalid
 381  * SW-bits: y young, d dirty, r read, w write
 382  */
 383
 384 /* Page status table bits for virtualization */
 385 #define PGSTE_ACC_BITS  0xf000000000000000UL
 386 #define PGSTE_FP_BIT    0x0800000000000000UL
 387 #define PGSTE_PCL_BIT   0x0080000000000000UL
 388 #define PGSTE_HR_BIT    0x0040000000000000UL
 389 #define PGSTE_HC_BIT    0x0020000000000000UL
 390 #define PGSTE_GR_BIT    0x0004000000000000UL
 391 #define PGSTE_GC_BIT    0x0002000000000000UL
 392 #define PGSTE_UC_BIT    0x0000800000000000UL    /* user dirty (migration) */
 393 #define PGSTE_IN_BIT    0x0000400000000000UL    /* IPTE notify bit */
 394 #define PGSTE_VSIE_BIT  0x0000200000000000UL    /* ref'd in a shadow table */
 395
 396 /* Guest Page State used for virtualization */
 397 #define _PGSTE_GPS_ZERO                 0x0000000080000000UL
 398 #define _PGSTE_GPS_NODAT                0x0000000040000000UL
 399 #define _PGSTE_GPS_USAGE_MASK           0x0000000003000000UL
 400 #define _PGSTE_GPS_USAGE_STABLE         0x0000000000000000UL
 401 #define _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED         0x0000000001000000UL
 402 #define _PGSTE_GPS_USAGE_POT_VOLATILE   0x0000000002000000UL
 403 #define _PGSTE_GPS_USAGE_VOLATILE       _PGSTE_GPS_USAGE_MASK
 404
 405 /*
 406  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
 407  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
 408  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
 409  */
 410 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
 411                                  _ASCE_ALT_EVENT)
 412
 413 /*
 414  * Page protection definitions.
 415  */
 416 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 417 #define PAGE_RO         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 418                                  _PAGE_NOEXEC  | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 419 #define PAGE_RX         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | \
 420                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 421 #define PAGE_RW         __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 422                                  _PAGE_NOEXEC  | _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 423 #define PAGE_RWX        __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 424                                  _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)
 425
 426 #define PAGE_SHARED     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 427                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY | _PAGE_NOEXEC)
 428 #define PAGE_KERNEL     __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 429                                  _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY | _PAGE_NOEXEC)
 430 #define PAGE_KERNEL_RO  __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_YOUNG | \
 431                                  _PAGE_PROTECT | _PAGE_NOEXEC)
 432 #define PAGE_KERNEL_EXEC __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | _PAGE_WRITE | \
 433                                   _PAGE_YOUNG | _PAGE_DIRTY)
 434
 435 /*
 436  * On s390 the page table entry has an invalid bit and a read-only bit.
 437  * Read permission implies execute permission and write permission
 438  * implies read permission.
 439  */
 440          /*xwr*/
 441
 442 /*
 443  * Segment entry (large page) protection definitions.
 444  */
 445 #define SEGMENT_NONE    __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID | \
 446                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT)
 447 #define SEGMENT_RO      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 448                                  _SEGMENT_ENTRY_READ | \
 449                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 450 #define SEGMENT_RX      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 451                                  _SEGMENT_ENTRY_READ)
 452 #define SEGMENT_RW      __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 453                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 454                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 455 #define SEGMENT_RWX     __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_READ | \
 456                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
 457 #define SEGMENT_KERNEL  __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |       \
 458                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 459                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 460                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 461                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 462                                  _SEGMENT_ENTRY_DIRTY | \
 463                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 464 #define SEGMENT_KERNEL_RO __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |     \
 465                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 466                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 467                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 468                                  _SEGMENT_ENTRY_PROTECT | \
 469                                  _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC)
 470 #define SEGMENT_KERNEL_EXEC __pgprot(_SEGMENT_ENTRY |   \
 471                                  _SEGMENT_ENTRY_LARGE | \
 472                                  _SEGMENT_ENTRY_READ |  \
 473                                  _SEGMENT_ENTRY_WRITE | \
 474                                  _SEGMENT_ENTRY_YOUNG | \
 475                                  _SEGMENT_ENTRY_DIRTY)
 476
 477 /*
 478  * Region3 entry (large page) protection definitions.
 479  */
 480
 481 #define REGION3_KERNEL  __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 482                                  _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 483                                  _REGION3_ENTRY_READ |   \
 484                                  _REGION3_ENTRY_WRITE |  \
 485                                  _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 486                                  _REGION3_ENTRY_DIRTY | \
 487                                  _REGION_ENTRY_NOEXEC)
 488 #define REGION3_KERNEL_RO __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 489                                    _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 490                                    _REGION3_ENTRY_READ |   \
 491                                    _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 492                                    _REGION_ENTRY_PROTECT | \
 493                                    _REGION_ENTRY_NOEXEC)
 494 #define REGION3_KERNEL_EXEC __pgprot(_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | \
 495                                  _REGION3_ENTRY_LARGE |  \
 496                                  _REGION3_ENTRY_READ |   \
 497                                  _REGION3_ENTRY_WRITE |  \
 498                                  _REGION3_ENTRY_YOUNG |  \
 499                                  _REGION3_ENTRY_DIRTY)
 500
 501 static inline bool mm_p4d_folded(struct mm_struct *mm)
 502 {
 503         return mm->context.asce_limit <= _REGION1_SIZE;
 504 }
 505 #define mm_p4d_folded(mm) mm_p4d_folded(mm)
 506
 507 static inline bool mm_pud_folded(struct mm_struct *mm)
 508 {
 509         return mm->context.asce_limit <= _REGION2_SIZE;
 510 }
 511 #define mm_pud_folded(mm) mm_pud_folded(mm)
 512
 513 static inline bool mm_pmd_folded(struct mm_struct *mm)
 514 {
 515         return mm->context.asce_limit <= _REGION3_SIZE;
 516 }
 517 #define mm_pmd_folded(mm) mm_pmd_folded(mm)
 518
 519 static inline int mm_has_pgste(struct mm_struct *mm)
 520 {
 521 #ifdef CONFIG_PGSTE
 522         if (unlikely(mm->context.has_pgste))
 523                 return 1;
 524 #endif
 525         return 0;
 526 }
 527
 528 static inline int mm_is_protected(struct mm_struct *mm)
 529 {
 530 #ifdef CONFIG_PGSTE
 531         if (unlikely(atomic_read(&mm->context.protected_count)))
 532                 return 1;
 533 #endif
 534         return 0;
 535 }
 536
 537 static inline int mm_alloc_pgste(struct mm_struct *mm)
 538 {
 539 #ifdef CONFIG_PGSTE
 540         if (unlikely(mm->context.alloc_pgste))
 541                 return 1;
 542 #endif
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 static inline pte_t clear_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 547 {
 548         return __pte(pte_val(pte) & ~pgprot_val(prot));
 549 }
 550
 551 static inline pte_t set_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 552 {
 553         return __pte(pte_val(pte) | pgprot_val(prot));
 554 }
 555
 556 static inline pmd_t clear_pmd_bit(pmd_t pmd, pgprot_t prot)
 557 {
 558         return __pmd(pmd_val(pmd) & ~pgprot_val(prot));
 559 }
 560
 561 static inline pmd_t set_pmd_bit(pmd_t pmd, pgprot_t prot)
 562 {
 563         return __pmd(pmd_val(pmd) | pgprot_val(prot));
 564 }
 565
 566 static inline pud_t clear_pud_bit(pud_t pud, pgprot_t prot)
 567 {
 568         return __pud(pud_val(pud) & ~pgprot_val(prot));
 569 }
 570
 571 static inline pud_t set_pud_bit(pud_t pud, pgprot_t prot)
 572 {
 573         return __pud(pud_val(pud) | pgprot_val(prot));
 574 }
 575
 576 /*
 577  * As soon as the guest uses storage keys or enables PV, we deduplicate all
 578  * mapped shared zeropages and prevent new shared zeropages from getting
 579  * mapped.
 580  */
 581 #define mm_forbids_zeropage mm_forbids_zeropage
 582 static inline int mm_forbids_zeropage(struct mm_struct *mm)
 583 {
 584 #ifdef CONFIG_PGSTE
 585         if (!mm->context.allow_cow_sharing)
 586                 return 1;
 587 #endif
 588         return 0;
 589 }
 590
 591 static inline int mm_uses_skeys(struct mm_struct *mm)
 592 {
 593 #ifdef CONFIG_PGSTE
 594         if (mm->context.uses_skeys)
 595                 return 1;
 596 #endif
 597         return 0;
 598 }
 599
 600 static inline void csp(unsigned int *ptr, unsigned int old, unsigned int new)
 601 {
 602         union register_pair r1 = { .even = old, .odd = new, };
 603         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 604
 605         asm volatile(
 606                 "       csp     %[r1],%[address]"
 607                 : [r1] "+&d" (r1.pair), "+m" (*ptr)
 608                 : [address] "d" (address)
 609                 : "cc");
 610 }
 611
 612 static inline void cspg(unsigned long *ptr, unsigned long old, unsigned long new)
 613 {
 614         union register_pair r1 = { .even = old, .odd = new, };
 615         unsigned long address = (unsigned long)ptr | 1;
 616
 617         asm volatile(
 618                 "       cspg    %[r1],%[address]"
 619                 : [r1] "+&d" (r1.pair), "+m" (*ptr)
 620                 : [address] "d" (address)
 621                 : "cc");
 622 }
 623
 624 #define CRDTE_DTT_PAGE          0x00UL
 625 #define CRDTE_DTT_SEGMENT       0x10UL
 626 #define CRDTE_DTT_REGION3       0x14UL
 627 #define CRDTE_DTT_REGION2       0x18UL
 628 #define CRDTE_DTT_REGION1       0x1cUL
 629
 630 static inline void crdte(unsigned long old, unsigned long new,
 631                          unsigned long *table, unsigned long dtt,
 632                          unsigned long address, unsigned long asce)
 633 {
 634         union register_pair r1 = { .even = old, .odd = new, };
 635         union register_pair r2 = { .even = __pa(table) | dtt, .odd = address, };
 636
 637         asm volatile(".insn rrf,0xb98f0000,%[r1],%[r2],%[asce],0"
 638                      : [r1] "+&d" (r1.pair)
 639                      : [r2] "d" (r2.pair), [asce] "a" (asce)
 640                      : "memory", "cc");
 641 }
 642
 643 /*
 644  * pgd/p4d/pud/pmd/pte query functions
 645  */
 646 static inline int pgd_folded(pgd_t pgd)
 647 {
 648         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R1;
 649 }
 650
 651 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 652 {
 653         if (pgd_folded(pgd))
 654                 return 1;
 655         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 656 }
 657
 658 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 659 {
 660         if (pgd_folded(pgd))
 661                 return 0;
 662         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INVALID) != 0UL;
 663 }
 664
 665 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 666 {
 667         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R1)
 668                 return 0;
 669         return (pgd_val(pgd) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 670 }
 671
 672 static inline unsigned long pgd_pfn(pgd_t pgd)
 673 {
 674         unsigned long origin_mask;
 675
 676         origin_mask = _REGION_ENTRY_ORIGIN;
 677         return (pgd_val(pgd) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 678 }
 679
 680 static inline int p4d_folded(p4d_t p4d)
 681 {
 682         return (p4d_val(p4d) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2;
 683 }
 684
 685 static inline int p4d_present(p4d_t p4d)
 686 {
 687         if (p4d_folded(p4d))
 688                 return 1;
 689         return (p4d_val(p4d) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 690 }
 691
 692 static inline int p4d_none(p4d_t p4d)
 693 {
 694         if (p4d_folded(p4d))
 695                 return 0;
 696         return p4d_val(p4d) == _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 697 }
 698
 699 static inline unsigned long p4d_pfn(p4d_t p4d)
 700 {
 701         unsigned long origin_mask;
 702
 703         origin_mask = _REGION_ENTRY_ORIGIN;
 704         return (p4d_val(p4d) & origin_mask) >> PAGE_SHIFT;
 705 }
 706
 707 static inline int pud_folded(pud_t pud)
 708 {
 709         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3;
 710 }
 711
 712 static inline int pud_present(pud_t pud)
 713 {
 714         if (pud_folded(pud))
 715                 return 1;
 716         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 717 }
 718
 719 static inline int pud_none(pud_t pud)
 720 {
 721         if (pud_folded(pud))
 722                 return 0;
 723         return pud_val(pud) == _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 724 }
 725
 726 #define pud_leaf pud_leaf
 727 static inline bool pud_leaf(pud_t pud)
 728 {
 729         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) != _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 730                 return 0;
 731         return !!(pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_LARGE);
 732 }
 733
 734 #define pmd_leaf pmd_leaf
 735 static inline bool pmd_leaf(pmd_t pmd)
 736 {
 737         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE) != 0;
 738 }
 739
 740 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 741 {
 742         if ((pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_TYPE_MASK) > 0 || pmd_leaf(pmd))
 743                 return 1;
 744         return (pmd_val(pmd) & ~_SEGMENT_ENTRY_BITS) != 0;
 745 }
 746
 747 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 748 {
 749         unsigned long type = pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK;
 750
 751         if (type > _REGION_ENTRY_TYPE_R3 || pud_leaf(pud))
 752                 return 1;
 753         if (type < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 754                 return 0;
 755         return (pud_val(pud) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 756 }
 757
 758 static inline int p4d_bad(p4d_t p4d)
 759 {
 760         unsigned long type = p4d_val(p4d) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK;
 761
 762         if (type > _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 763                 return 1;
 764         if (type < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 765                 return 0;
 766         return (p4d_val(p4d) & ~_REGION_ENTRY_BITS) != 0;
 767 }
 768
 769 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 770 {
 771         return pmd_val(pmd) != _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 772 }
 773
 774 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 775 {
 776         return pmd_val(pmd) == _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 777 }
 778
 779 #define pmd_write pmd_write
 780 static inline int pmd_write(pmd_t pmd)
 781 {
 782         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE) != 0;
 783 }
 784
 785 #define pud_write pud_write
 786 static inline int pud_write(pud_t pud)
 787 {
 788         return (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_WRITE) != 0;
 789 }
 790
 791 #define pmd_dirty pmd_dirty
 792 static inline int pmd_dirty(pmd_t pmd)
 793 {
 794         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY) != 0;
 795 }
 796
 797 #define pmd_young pmd_young
 798 static inline int pmd_young(pmd_t pmd)
 799 {
 800         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG) != 0;
 801 }
 802
 803 static inline int pte_present(pte_t pte)
 804 {
 805         /* Bit pattern: (pte & 0x001) == 0x001 */
 806         return (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT) != 0;
 807 }
 808
 809 static inline int pte_none(pte_t pte)
 810 {
 811         /* Bit pattern: pte == 0x400 */
 812         return pte_val(pte) == _PAGE_INVALID;
 813 }
 814
 815 static inline int pte_swap(pte_t pte)
 816 {
 817         /* Bit pattern: (pte & 0x201) == 0x200 */
 818         return (pte_val(pte) & (_PAGE_PROTECT | _PAGE_PRESENT))
 819                 == _PAGE_PROTECT;
 820 }
 821
 822 static inline int pte_special(pte_t pte)
 823 {
 824         return (pte_val(pte) & _PAGE_SPECIAL);
 825 }
 826
 827 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 828 static inline int pte_same(pte_t a, pte_t b)
 829 {
 830         return pte_val(a) == pte_val(b);
 831 }
 832
 833 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 834 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 835 {
 836         return pte_present(pte) && !(pte_val(pte) & _PAGE_READ);
 837 }
 838
 839 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 840 {
 841         /* pmd_leaf(pmd) implies pmd_present(pmd) */
 842         return pmd_leaf(pmd) && !(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ);
 843 }
 844 #endif
 845
 846 static inline int pte_swp_exclusive(pte_t pte)
 847 {
 848         return pte_val(pte) & _PAGE_SWP_EXCLUSIVE;
 849 }
 850
 851 static inline pte_t pte_swp_mkexclusive(pte_t pte)
 852 {
 853         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SWP_EXCLUSIVE));
 854 }
 855
 856 static inline pte_t pte_swp_clear_exclusive(pte_t pte)
 857 {
 858         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SWP_EXCLUSIVE));
 859 }
 860
 861 static inline int pte_soft_dirty(pte_t pte)
 862 {
 863         return pte_val(pte) & _PAGE_SOFT_DIRTY;
 864 }
 865 #define pte_swp_soft_dirty pte_soft_dirty
 866
 867 static inline pte_t pte_mksoft_dirty(pte_t pte)
 868 {
 869         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SOFT_DIRTY));
 870 }
 871 #define pte_swp_mksoft_dirty pte_mksoft_dirty
 872
 873 static inline pte_t pte_clear_soft_dirty(pte_t pte)
 874 {
 875         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SOFT_DIRTY));
 876 }
 877 #define pte_swp_clear_soft_dirty pte_clear_soft_dirty
 878
 879 static inline int pmd_soft_dirty(pmd_t pmd)
 880 {
 881         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
 882 }
 883
 884 static inline pmd_t pmd_mksoft_dirty(pmd_t pmd)
 885 {
 886         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY));
 887 }
 888
 889 static inline pmd_t pmd_clear_soft_dirty(pmd_t pmd)
 890 {
 891         return clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY));
 892 }
 893
 894 /*
 895  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
 896  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 897  */
 898 static inline int pte_write(pte_t pte)
 899 {
 900         return (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE) != 0;
 901 }
 902
 903 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 904 {
 905         return (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) != 0;
 906 }
 907
 908 static inline int pte_young(pte_t pte)
 909 {
 910         return (pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) != 0;
 911 }
 912
 913 #define __HAVE_ARCH_PTE_UNUSED
 914 static inline int pte_unused(pte_t pte)
 915 {
 916         return pte_val(pte) & _PAGE_UNUSED;
 917 }
 918
 919 /*
 920  * Extract the pgprot value from the given pte while at the same time making it
 921  * usable for kernel address space mappings where fault driven dirty and
 922  * young/old accounting is not supported, i.e _PAGE_PROTECT and _PAGE_INVALID
 923  * must not be set.
 924  */
 925 static inline pgprot_t pte_pgprot(pte_t pte)
 926 {
 927         unsigned long pte_flags = pte_val(pte) & _PAGE_CHG_MASK;
 928
 929         if (pte_write(pte))
 930                 pte_flags |= pgprot_val(PAGE_KERNEL);
 931         else
 932                 pte_flags |= pgprot_val(PAGE_KERNEL_RO);
 933         pte_flags |= pte_val(pte) & mio_wb_bit_mask;
 934
 935         return __pgprot(pte_flags);
 936 }
 937
 938 /*
 939  * pgd/pmd/pte modification functions
 940  */
 941
 942 static inline void set_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
 943 {
 944         WRITE_ONCE(*pgdp, pgd);
 945 }
 946
 947 static inline void set_p4d(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d)
 948 {
 949         WRITE_ONCE(*p4dp, p4d);
 950 }
 951
 952 static inline void set_pud(pud_t *pudp, pud_t pud)
 953 {
 954         WRITE_ONCE(*pudp, pud);
 955 }
 956
 957 static inline void set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 958 {
 959         WRITE_ONCE(*pmdp, pmd);
 960 }
 961
 962 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 963 {
 964         WRITE_ONCE(*ptep, pte);
 965 }
 966
 967 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgd)
 968 {
 969         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R1)
 970                 set_pgd(pgd, __pgd(_REGION1_ENTRY_EMPTY));
 971 }
 972
 973 static inline void p4d_clear(p4d_t *p4d)
 974 {
 975         if ((p4d_val(*p4d) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 976                 set_p4d(p4d, __p4d(_REGION2_ENTRY_EMPTY));
 977 }
 978
 979 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
 980 {
 981         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 982                 set_pud(pud, __pud(_REGION3_ENTRY_EMPTY));
 983 }
 984
 985 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 986 {
 987         set_pmd(pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
 988 }
 989
 990 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 991 {
 992         set_pte(ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
 993 }
 994
 995 /*
 996  * The following pte modification functions only work if
 997  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 998  */
 999 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
1000 {
1001         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(~_PAGE_CHG_MASK));
1002         pte = set_pte_bit(pte, newprot);
1003         /*
1004          * newprot for PAGE_NONE, PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW and PAGE_RWX
1005          * has the invalid bit set, clear it again for readable, young pages
1006          */
1007         if ((pte_val(pte) & _PAGE_YOUNG) && (pte_val(pte) & _PAGE_READ))
1008                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_INVALID));
1009         /*
1010          * newprot for PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW and PAGE_RWX has the page
1011          * protection bit set, clear it again for writable, dirty pages
1012          */
1013         if ((pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY) && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
1014                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
1015         return pte;
1016 }
1017
1018 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
1019 {
1020         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_WRITE));
1021         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
1022 }
1023
1024 static inline pte_t pte_mkwrite_novma(pte_t pte)
1025 {
1026         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_WRITE));
1027         if (pte_val(pte) & _PAGE_DIRTY)
1028                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
1029         return pte;
1030 }
1031
1032 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
1033 {
1034         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_DIRTY));
1035         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
1036 }
1037
1038 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
1039 {
1040         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_DIRTY | _PAGE_SOFT_DIRTY));
1041         if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
1042                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_PROTECT));
1043         return pte;
1044 }
1045
1046 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
1047 {
1048         pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_YOUNG));
1049         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_INVALID));
1050 }
1051
1052 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
1053 {
1054         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_YOUNG));
1055         if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
1056                 pte = clear_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_INVALID));
1057         return pte;
1058 }
1059
1060 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
1061 {
1062         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_SPECIAL));
1063 }
1064
1065 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1066 static inline pte_t pte_mkhuge(pte_t pte)
1067 {
1068         return set_pte_bit(pte, __pgprot(_PAGE_LARGE));
1069 }
1070 #endif
1071
1072 #define IPTE_GLOBAL     0
1073 #define IPTE_LOCAL      1
1074
1075 #define IPTE_NODAT      0x400
1076 #define IPTE_GUEST_ASCE 0x800
1077
1078 static __always_inline void __ptep_rdp(unsigned long addr, pte_t *ptep,
1079                                        unsigned long opt, unsigned long asce,
1080                                        int local)
1081 {
1082         unsigned long pto;
1083
1084         pto = __pa(ptep) & ~(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t) - 1);
1085         asm volatile(".insn rrf,0xb98b0000,%[r1],%[r2],%[asce],%[m4]"
1086                      : "+m" (*ptep)
1087                      : [r1] "a" (pto), [r2] "a" ((addr & PAGE_MASK) | opt),
1088                        [asce] "a" (asce), [m4] "i" (local));
1089 }
1090
1091 static __always_inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep,
1092                                         unsigned long opt, unsigned long asce,
1093                                         int local)
1094 {
1095         unsigned long pto = __pa(ptep);
1096
1097         if (__builtin_constant_p(opt) && opt == 0) {
1098                 /* Invalidation + TLB flush for the pte */
1099                 asm volatile(
1100                         "       ipte    %[r1],%[r2],0,%[m4]"
1101                         : "+m" (*ptep) : [r1] "a" (pto), [r2] "a" (address),
1102                           [m4] "i" (local));
1103                 return;
1104         }
1105
1106         /* Invalidate ptes with options + TLB flush of the ptes */
1107         opt = opt | (asce & _ASCE_ORIGIN);
1108         asm volatile(
1109                 "       ipte    %[r1],%[r2],%[r3],%[m4]"
1110                 : [r2] "+a" (address), [r3] "+a" (opt)
1111                 : [r1] "a" (pto), [m4] "i" (local) : "memory");
1112 }
1113
1114 static __always_inline void __ptep_ipte_range(unsigned long address, int nr,
1115                                               pte_t *ptep, int local)
1116 {
1117         unsigned long pto = __pa(ptep);
1118
1119         /* Invalidate a range of ptes + TLB flush of the ptes */
1120         do {
1121                 asm volatile(
1122                         "       ipte %[r1],%[r2],%[r3],%[m4]"
1123                         : [r2] "+a" (address), [r3] "+a" (nr)
1124                         : [r1] "a" (pto), [m4] "i" (local) : "memory");
1125         } while (nr != 255);
1126 }
1127
1128 /*
1129  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
1130  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
1131  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
1132  * to modify an active pte. The sequence is
1133  *   1) ptep_get_and_clear
1134  *   2) set_pte_at
1135  *   3) flush_tlb_range
1136  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
1137  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
1138  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
1139  * is a nop.
1140  */
1141 pte_t ptep_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
1142 pte_t ptep_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pte_t *, pte_t);
1143
1144 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1145 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1146                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
1147 {
1148         pte_t pte = *ptep;
1149
1150         pte = ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, pte_mkold(pte));
1151         return pte_young(pte);
1152 }
1153
1154 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1155 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1156                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
1157 {
1158         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
1159 }
1160
1161 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
1162 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1163                                        unsigned long addr, pte_t *ptep)
1164 {
1165         pte_t res;
1166
1167         res = ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
1168         /* At this point the reference through the mapping is still present */
1169         if (mm_is_protected(mm) && pte_present(res))
1170                 uv_convert_owned_from_secure(pte_val(res) & PAGE_MASK);
1171         return res;
1172 }
1173
1174 #define __HAVE_ARCH_PTEP_MODIFY_PROT_TRANSACTION
1175 pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t *);
1176 void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *, unsigned long,
1177                              pte_t *, pte_t, pte_t);
1178
1179 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
1180 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1181                                      unsigned long addr, pte_t *ptep)
1182 {
1183         pte_t res;
1184
1185         res = ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
1186         /* At this point the reference through the mapping is still present */
1187         if (mm_is_protected(vma->vm_mm) && pte_present(res))
1188                 uv_convert_owned_from_secure(pte_val(res) & PAGE_MASK);
1189         return res;
1190 }
1191
1192 /*
1193  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
1194  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
1195  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
1196  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
1197  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
1198  */
1199 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
1200 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
1201                                             unsigned long addr,
1202                                             pte_t *ptep, int full)
1203 {
1204         pte_t res;
1205
1206         if (full) {
1207                 res = *ptep;
1208                 set_pte(ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
1209         } else {
1210                 res = ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, __pte(_PAGE_INVALID));
1211         }
1212         /* Nothing to do */
1213         if (!mm_is_protected(mm) || !pte_present(res))
1214                 return res;
1215         /*
1216          * At this point the reference through the mapping is still present.
1217          * The notifier should have destroyed all protected vCPUs at this
1218          * point, so the destroy should be successful.
1219          */
1220         if (full && !uv_destroy_owned_page(pte_val(res) & PAGE_MASK))
1221                 return res;
1222         /*
1223          * If something went wrong and the page could not be destroyed, or
1224          * if this is not a mm teardown, the slower export is used as
1225          * fallback instead.
1226          */
1227         uv_convert_owned_from_secure(pte_val(res) & PAGE_MASK);
1228         return res;
1229 }
1230
1231 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
1232 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1233                                       unsigned long addr, pte_t *ptep)
1234 {
1235         pte_t pte = *ptep;
1236
1237         if (pte_write(pte))
1238                 ptep_xchg_lazy(mm, addr, ptep, pte_wrprotect(pte));
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Check if PTEs only differ in _PAGE_PROTECT HW bit, but also allow SW PTE
1243  * bits in the comparison. Those might change e.g. because of dirty and young
1244  * tracking.
1245  */
1246 static inline int pte_allow_rdp(pte_t old, pte_t new)
1247 {
1248         /*
1249          * Only allow changes from RO to RW
1250          */
1251         if (!(pte_val(old) & _PAGE_PROTECT) || pte_val(new) & _PAGE_PROTECT)
1252                 return 0;
1253
1254         return (pte_val(old) & _PAGE_RDP_MASK) == (pte_val(new) & _PAGE_RDP_MASK);
1255 }
1256
1257 static inline void flush_tlb_fix_spurious_fault(struct vm_area_struct *vma,
1258                                                 unsigned long address,
1259                                                 pte_t *ptep)
1260 {
1261         /*
1262          * RDP might not have propagated the PTE protection reset to all CPUs,
1263          * so there could be spurious TLB protection faults.
1264          * NOTE: This will also be called when a racing pagetable update on
1265          * another thread already installed the correct PTE. Both cases cannot
1266          * really be distinguished.
1267          * Therefore, only do the local TLB flush when RDP can be used, and the
1268          * PTE does not have _PAGE_PROTECT set, to avoid unnecessary overhead.
1269          * A local RDP can be used to do the flush.
1270          */
1271         if (MACHINE_HAS_RDP && !(pte_val(*ptep) & _PAGE_PROTECT))
1272                 __ptep_rdp(address, ptep, 0, 0, 1);
1273 }
1274 #define flush_tlb_fix_spurious_fault flush_tlb_fix_spurious_fault
1275
1276 void ptep_reset_dat_prot(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep,
1277                          pte_t new);
1278
1279 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
1280 static inline int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1281                                         unsigned long addr, pte_t *ptep,
1282                                         pte_t entry, int dirty)
1283 {
1284         if (pte_same(*ptep, entry))
1285                 return 0;
1286         if (MACHINE_HAS_RDP && !mm_has_pgste(vma->vm_mm) && pte_allow_rdp(*ptep, entry))
1287                 ptep_reset_dat_prot(vma->vm_mm, addr, ptep, entry);
1288         else
1289                 ptep_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, ptep, entry);
1290         return 1;
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Additional functions to handle KVM guest page tables
1295  */
1296 void ptep_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1297                      pte_t *ptep, pte_t entry);
1298 void ptep_set_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1299 void ptep_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1300                  pte_t *ptep, unsigned long bits);
1301 int ptep_force_prot(struct mm_struct *mm, unsigned long gaddr,
1302                     pte_t *ptep, int prot, unsigned long bit);
1303 void ptep_zap_unused(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1304                      pte_t *ptep , int reset);
1305 void ptep_zap_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep);
1306 int ptep_shadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr,
1307                     pte_t *sptep, pte_t *tptep, pte_t pte);
1308 void ptep_unshadow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long saddr, pte_t *ptep);
1309
1310 bool ptep_test_and_clear_uc(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1311                             pte_t *ptep);
1312 int set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1313                           unsigned char key, bool nq);
1314 int cond_set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1315                                unsigned char key, unsigned char *oldkey,
1316                                bool nq, bool mr, bool mc);
1317 int reset_guest_reference_bit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1318 int get_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1319                           unsigned char *key);
1320
1321 int set_pgste_bits(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1322                                 unsigned long bits, unsigned long value);
1323 int get_pgste(struct mm_struct *mm, unsigned long hva, unsigned long *pgstep);
1324 int pgste_perform_essa(struct mm_struct *mm, unsigned long hva, int orc,
1325                         unsigned long *oldpte, unsigned long *oldpgste);
1326 void gmap_pmdp_csp(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr);
1327 void gmap_pmdp_invalidate(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr);
1328 void gmap_pmdp_idte_local(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr);
1329 void gmap_pmdp_idte_global(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr);
1330
1331 #define pgprot_writecombine     pgprot_writecombine
1332 pgprot_t pgprot_writecombine(pgprot_t prot);
1333
1334 #define pgprot_writethrough     pgprot_writethrough
1335 pgprot_t pgprot_writethrough(pgprot_t prot);
1336
1337 #define PFN_PTE_SHIFT           PAGE_SHIFT
1338
1339 /*
1340  * Set multiple PTEs to consecutive pages with a single call.  All PTEs
1341  * are within the same folio, PMD and VMA.
1342  */
1343 static inline void set_ptes(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1344                               pte_t *ptep, pte_t entry, unsigned int nr)
1345 {
1346         if (pte_present(entry))
1347                 entry = clear_pte_bit(entry, __pgprot(_PAGE_UNUSED));
1348         if (mm_has_pgste(mm)) {
1349                 for (;;) {
1350                         ptep_set_pte_at(mm, addr, ptep, entry);
1351                         if (--nr == 0)
1352                                 break;
1353                         ptep++;
1354                         entry = __pte(pte_val(entry) + PAGE_SIZE);
1355                         addr += PAGE_SIZE;
1356                 }
1357         } else {
1358                 for (;;) {
1359                         set_pte(ptep, entry);
1360                         if (--nr == 0)
1361                                 break;
1362                         ptep++;
1363                         entry = __pte(pte_val(entry) + PAGE_SIZE);
1364                 }
1365         }
1366 }
1367 #define set_ptes set_ptes
1368
1369 /*
1370  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
1371  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
1372  */
1373 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1374 {
1375         pte_t __pte;
1376
1377         __pte = __pte(physpage | pgprot_val(pgprot));
1378         if (!MACHINE_HAS_NX)
1379                 __pte = clear_pte_bit(__pte, __pgprot(_PAGE_NOEXEC));
1380         return pte_mkyoung(__pte);
1381 }
1382
1383 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
1384 {
1385         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
1386         pte_t __pte = mk_pte_phys(physpage, pgprot);
1387
1388         if (pte_write(__pte) && PageDirty(page))
1389                 __pte = pte_mkdirty(__pte);
1390         return __pte;
1391 }
1392
1393 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
1394 #define p4d_index(address) (((address) >> P4D_SHIFT) & (PTRS_PER_P4D-1))
1395 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
1396 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
1397
1398 #define p4d_deref(pud) ((unsigned long)__va(p4d_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN))
1399 #define pgd_deref(pgd) ((unsigned long)__va(pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN))
1400
1401 static inline unsigned long pmd_deref(pmd_t pmd)
1402 {
1403         unsigned long origin_mask;
1404
1405         origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
1406         if (pmd_leaf(pmd))
1407                 origin_mask = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
1408         return (unsigned long)__va(pmd_val(pmd) & origin_mask);
1409 }
1410
1411 static inline unsigned long pmd_pfn(pmd_t pmd)
1412 {
1413         return __pa(pmd_deref(pmd)) >> PAGE_SHIFT;
1414 }
1415
1416 static inline unsigned long pud_deref(pud_t pud)
1417 {
1418         unsigned long origin_mask;
1419
1420         origin_mask = _REGION_ENTRY_ORIGIN;
1421         if (pud_leaf(pud))
1422                 origin_mask = _REGION3_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
1423         return (unsigned long)__va(pud_val(pud) & origin_mask);
1424 }
1425
1426 #define pud_pfn pud_pfn
1427 static inline unsigned long pud_pfn(pud_t pud)
1428 {
1429         return __pa(pud_deref(pud)) >> PAGE_SHIFT;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * The pgd_offset function *always* adds the index for the top-level
1434  * region/segment table. This is done to get a sequence like the
1435  * following to work:
1436  *      pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
1437  *      pgd = READ_ONCE(*pgdp);
1438  *      p4dp = p4d_offset(&pgd, addr);
1439  *      ...
1440  * The subsequent p4d_offset, pud_offset and pmd_offset functions
1441  * only add an index if they dereferenced the pointer.
1442  */
1443 static inline pgd_t *pgd_offset_raw(pgd_t *pgd, unsigned long address)
1444 {
1445         unsigned long rste;
1446         unsigned int shift;
1447
1448         /* Get the first entry of the top level table */
1449         rste = pgd_val(*pgd);
1450         /* Pick up the shift from the table type of the first entry */
1451         shift = ((rste & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) >> 2) * 11 + 20;
1452         return pgd + ((address >> shift) & (PTRS_PER_PGD - 1));
1453 }
1454
1455 #define pgd_offset(mm, address) pgd_offset_raw(READ_ONCE((mm)->pgd), address)
1456
1457 static inline p4d_t *p4d_offset_lockless(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long address)
1458 {
1459         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) >= _REGION_ENTRY_TYPE_R1)
1460                 return (p4d_t *) pgd_deref(pgd) + p4d_index(address);
1461         return (p4d_t *) pgdp;
1462 }
1463 #define p4d_offset_lockless p4d_offset_lockless
1464
1465 static inline p4d_t *p4d_offset(pgd_t *pgdp, unsigned long address)
1466 {
1467         return p4d_offset_lockless(pgdp, *pgdp, address);
1468 }
1469
1470 static inline pud_t *pud_offset_lockless(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long address)
1471 {
1472         if ((p4d_val(p4d) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) >= _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
1473                 return (pud_t *) p4d_deref(p4d) + pud_index(address);
1474         return (pud_t *) p4dp;
1475 }
1476 #define pud_offset_lockless pud_offset_lockless
1477
1478 static inline pud_t *pud_offset(p4d_t *p4dp, unsigned long address)
1479 {
1480         return pud_offset_lockless(p4dp, *p4dp, address);
1481 }
1482 #define pud_offset pud_offset
1483
1484 static inline pmd_t *pmd_offset_lockless(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long address)
1485 {
1486         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) >= _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
1487                 return (pmd_t *) pud_deref(pud) + pmd_index(address);
1488         return (pmd_t *) pudp;
1489 }
1490 #define pmd_offset_lockless pmd_offset_lockless
1491
1492 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pudp, unsigned long address)
1493 {
1494         return pmd_offset_lockless(pudp, *pudp, address);
1495 }
1496 #define pmd_offset pmd_offset
1497
1498 static inline unsigned long pmd_page_vaddr(pmd_t pmd)
1499 {
1500         return (unsigned long) pmd_deref(pmd);
1501 }
1502
1503 static inline bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
1504 {
1505         return end <= current->mm->context.asce_limit;
1506 }
1507 #define gup_fast_permitted gup_fast_permitted
1508
1509 #define pfn_pte(pfn, pgprot)    mk_pte_phys(((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1510 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
1511 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
1512
1513 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_pfn(pmd))
1514 #define pud_page(pud) pfn_to_page(pud_pfn(pud))
1515 #define p4d_page(p4d) pfn_to_page(p4d_pfn(p4d))
1516 #define pgd_page(pgd) pfn_to_page(pgd_pfn(pgd))
1517
1518 static inline pmd_t pmd_wrprotect(pmd_t pmd)
1519 {
1520         pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_WRITE));
1521         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1522 }
1523
1524 static inline pmd_t pmd_mkwrite_novma(pmd_t pmd)
1525 {
1526         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_WRITE));
1527         if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY)
1528                 pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1529         return pmd;
1530 }
1531
1532 static inline pmd_t pmd_mkclean(pmd_t pmd)
1533 {
1534         pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_DIRTY));
1535         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1536 }
1537
1538 static inline pmd_t pmd_mkdirty(pmd_t pmd)
1539 {
1540         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_DIRTY | _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY));
1541         if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_WRITE)
1542                 pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1543         return pmd;
1544 }
1545
1546 static inline pud_t pud_wrprotect(pud_t pud)
1547 {
1548         pud = clear_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION3_ENTRY_WRITE));
1549         return set_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION_ENTRY_PROTECT));
1550 }
1551
1552 static inline pud_t pud_mkwrite(pud_t pud)
1553 {
1554         pud = set_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION3_ENTRY_WRITE));
1555         if (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_DIRTY)
1556                 pud = clear_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION_ENTRY_PROTECT));
1557         return pud;
1558 }
1559
1560 static inline pud_t pud_mkclean(pud_t pud)
1561 {
1562         pud = clear_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION3_ENTRY_DIRTY));
1563         return set_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION_ENTRY_PROTECT));
1564 }
1565
1566 static inline pud_t pud_mkdirty(pud_t pud)
1567 {
1568         pud = set_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION3_ENTRY_DIRTY | _REGION3_ENTRY_SOFT_DIRTY));
1569         if (pud_val(pud) & _REGION3_ENTRY_WRITE)
1570                 pud = clear_pud_bit(pud, __pgprot(_REGION_ENTRY_PROTECT));
1571         return pud;
1572 }
1573
1574 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
1575 static inline unsigned long massage_pgprot_pmd(pgprot_t pgprot)
1576 {
1577         /*
1578          * pgprot is PAGE_NONE, PAGE_RO, PAGE_RX, PAGE_RW or PAGE_RWX
1579          * (see __Pxxx / __Sxxx). Convert to segment table entry format.
1580          */
1581         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_NONE))
1582                 return pgprot_val(SEGMENT_NONE);
1583         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RO))
1584                 return pgprot_val(SEGMENT_RO);
1585         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RX))
1586                 return pgprot_val(SEGMENT_RX);
1587         if (pgprot_val(pgprot) == pgprot_val(PAGE_RW))
1588                 return pgprot_val(SEGMENT_RW);
1589         return pgprot_val(SEGMENT_RWX);
1590 }
1591
1592 static inline pmd_t pmd_mkyoung(pmd_t pmd)
1593 {
1594         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_YOUNG));
1595         if (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_READ)
1596                 pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1597         return pmd;
1598 }
1599
1600 static inline pmd_t pmd_mkold(pmd_t pmd)
1601 {
1602         pmd = clear_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_YOUNG));
1603         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1604 }
1605
1606 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
1607 {
1608         unsigned long mask;
1609
1610         mask  = _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
1611         mask |= _SEGMENT_ENTRY_DIRTY;
1612         mask |= _SEGMENT_ENTRY_YOUNG;
1613         mask |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1614         mask |= _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY;
1615         pmd = __pmd(pmd_val(pmd) & mask);
1616         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(massage_pgprot_pmd(newprot)));
1617         if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_DIRTY))
1618                 pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1619         if (!(pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_YOUNG))
1620                 pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
1621         return pmd;
1622 }
1623
1624 static inline pmd_t mk_pmd_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
1625 {
1626         return __pmd(physpage + massage_pgprot_pmd(pgprot));
1627 }
1628
1629 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLB_PAGE */
1630
1631 static inline void __pmdp_csp(pmd_t *pmdp)
1632 {
1633         csp((unsigned int *)pmdp + 1, pmd_val(*pmdp),
1634             pmd_val(*pmdp) | _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1635 }
1636
1637 #define IDTE_GLOBAL     0
1638 #define IDTE_LOCAL      1
1639
1640 #define IDTE_PTOA       0x0800
1641 #define IDTE_NODAT      0x1000
1642 #define IDTE_GUEST_ASCE 0x2000
1643
1644 static __always_inline void __pmdp_idte(unsigned long addr, pmd_t *pmdp,
1645                                         unsigned long opt, unsigned long asce,
1646                                         int local)
1647 {
1648         unsigned long sto;
1649
1650         sto = __pa(pmdp) - pmd_index(addr) * sizeof(pmd_t);
1651         if (__builtin_constant_p(opt) && opt == 0) {
1652                 /* flush without guest asce */
1653                 asm volatile(
1654                         "       idte    %[r1],0,%[r2],%[m4]"
1655                         : "+m" (*pmdp)
1656                         : [r1] "a" (sto), [r2] "a" ((addr & HPAGE_MASK)),
1657                           [m4] "i" (local)
1658                         : "cc" );
1659         } else {
1660                 /* flush with guest asce */
1661                 asm volatile(
1662                         "       idte    %[r1],%[r3],%[r2],%[m4]"
1663                         : "+m" (*pmdp)
1664                         : [r1] "a" (sto), [r2] "a" ((addr & HPAGE_MASK) | opt),
1665                           [r3] "a" (asce), [m4] "i" (local)
1666                         : "cc" );
1667         }
1668 }
1669
1670 static __always_inline void __pudp_idte(unsigned long addr, pud_t *pudp,
1671                                         unsigned long opt, unsigned long asce,
1672                                         int local)
1673 {
1674         unsigned long r3o;
1675
1676         r3o = __pa(pudp) - pud_index(addr) * sizeof(pud_t);
1677         r3o |= _ASCE_TYPE_REGION3;
1678         if (__builtin_constant_p(opt) && opt == 0) {
1679                 /* flush without guest asce */
1680                 asm volatile(
1681                         "       idte    %[r1],0,%[r2],%[m4]"
1682                         : "+m" (*pudp)
1683                         : [r1] "a" (r3o), [r2] "a" ((addr & PUD_MASK)),
1684                           [m4] "i" (local)
1685                         : "cc");
1686         } else {
1687                 /* flush with guest asce */
1688                 asm volatile(
1689                         "       idte    %[r1],%[r3],%[r2],%[m4]"
1690                         : "+m" (*pudp)
1691                         : [r1] "a" (r3o), [r2] "a" ((addr & PUD_MASK) | opt),
1692                           [r3] "a" (asce), [m4] "i" (local)
1693                         : "cc" );
1694         }
1695 }
1696
1697 pmd_t pmdp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1698 pmd_t pmdp_xchg_lazy(struct mm_struct *, unsigned long, pmd_t *, pmd_t);
1699 pud_t pudp_xchg_direct(struct mm_struct *, unsigned long, pud_t *, pud_t);
1700
1701 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1702
1703 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_DEPOSIT
1704 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1705                                 pgtable_t pgtable);
1706
1707 #define __HAVE_ARCH_PGTABLE_WITHDRAW
1708 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp);
1709
1710 #define  __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
1711 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1712                                         unsigned long addr, pmd_t *pmdp,
1713                                         pmd_t entry, int dirty)
1714 {
1715         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1716
1717         entry = pmd_mkyoung(entry);
1718         if (dirty)
1719                 entry = pmd_mkdirty(entry);
1720         if (pmd_val(*pmdp) == pmd_val(entry))
1721                 return 0;
1722         pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, entry);
1723         return 1;
1724 }
1725
1726 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1727 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
1728                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1729 {
1730         pmd_t pmd = *pmdp;
1731
1732         pmd = pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, pmd_mkold(pmd));
1733         return pmd_young(pmd);
1734 }
1735
1736 #define __HAVE_ARCH_PMDP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
1737 static inline int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
1738                                          unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1739 {
1740         VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_MASK);
1741         return pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmdp);
1742 }
1743
1744 static inline void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1745                               pmd_t *pmdp, pmd_t entry)
1746 {
1747         if (!MACHINE_HAS_NX)
1748                 entry = clear_pmd_bit(entry, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_NOEXEC));
1749         set_pmd(pmdp, entry);
1750 }
1751
1752 static inline pmd_t pmd_mkhuge(pmd_t pmd)
1753 {
1754         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_LARGE));
1755         pmd = set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_YOUNG));
1756         return set_pmd_bit(pmd, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_PROTECT));
1757 }
1758
1759 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
1760 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
1761                                             unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1762 {
1763         return pmdp_xchg_direct(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1764 }
1765
1766 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR_FULL
1767 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct vm_area_struct *vma,
1768                                                  unsigned long addr,
1769                                                  pmd_t *pmdp, int full)
1770 {
1771         if (full) {
1772                 pmd_t pmd = *pmdp;
1773                 set_pmd(pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1774                 return pmd;
1775         }
1776         return pmdp_xchg_lazy(vma->vm_mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
1777 }
1778
1779 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_CLEAR_FLUSH
1780 static inline pmd_t pmdp_huge_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
1781                                           unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1782 {
1783         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, pmdp);
1784 }
1785
1786 #define __HAVE_ARCH_PMDP_INVALIDATE
1787 static inline pmd_t pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma,
1788                                    unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1789 {
1790         pmd_t pmd;
1791
1792         VM_WARN_ON_ONCE(!pmd_present(*pmdp));
1793         pmd = __pmd(pmd_val(*pmdp) | _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
1794         return pmdp_xchg_direct(vma->vm_mm, addr, pmdp, pmd);
1795 }
1796
1797 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
1798 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
1799                                       unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
1800 {
1801         pmd_t pmd = *pmdp;
1802
1803         if (pmd_write(pmd))
1804                 pmd = pmdp_xchg_lazy(mm, addr, pmdp, pmd_wrprotect(pmd));
1805 }
1806
1807 static inline pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma,
1808                                         unsigned long address,
1809                                         pmd_t *pmdp)
1810 {
1811         return pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
1812 }
1813 #define pmdp_collapse_flush pmdp_collapse_flush
1814
1815 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)    mk_pmd_phys(((pfn) << PAGE_SHIFT), (pgprot))
1816 #define mk_pmd(page, pgprot)    pfn_pmd(page_to_pfn(page), (pgprot))
1817
1818 static inline int pmd_trans_huge(pmd_t pmd)
1819 {
1820         return pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_LARGE;
1821 }
1822
1823 #define has_transparent_hugepage has_transparent_hugepage
1824 static inline int has_transparent_hugepage(void)
1825 {
1826         return MACHINE_HAS_EDAT1 ? 1 : 0;
1827 }
1828 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1829
1830 /*
1831  * 64 bit swap entry format:
1832  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1833  * Bits 54 and 63 are used to indicate the page type. Bit 53 marks the pte
1834  * as invalid.
1835  * A swap pte is indicated by bit pattern (pte & 0x201) == 0x200
1836  * |                      offset                        |E11XX|type |S0|
1837  * |0000000000111111111122222222223333333333444444444455|55555|55566|66|
1838  * |0123456789012345678901234567890123456789012345678901|23456|78901|23|
1839  *
1840  * Bits 0-51 store the offset.
1841  * Bit 52 (E) is used to remember PG_anon_exclusive.
1842  * Bits 57-61 store the type.
1843  * Bit 62 (S) is used for softdirty tracking.
1844  * Bits 55 and 56 (X) are unused.
1845  */
1846
1847 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << 52) - 1)
1848 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      12
1849 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1UL << 5) - 1)
1850 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
1851
1852 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1853 {
1854         unsigned long pteval;
1855
1856         pteval = _PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT;
1857         pteval |= (offset & __SWP_OFFSET_MASK) << __SWP_OFFSET_SHIFT;
1858         pteval |= (type & __SWP_TYPE_MASK) << __SWP_TYPE_SHIFT;
1859         return __pte(pteval);
1860 }
1861
1862 static inline unsigned long __swp_type(swp_entry_t entry)
1863 {
1864         return (entry.val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK;
1865 }
1866
1867 static inline unsigned long __swp_offset(swp_entry_t entry)
1868 {
1869         return (entry.val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK;
1870 }
1871
1872 static inline swp_entry_t __swp_entry(unsigned long type, unsigned long offset)
1873 {
1874         return (swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte(type, offset)) };
1875 }
1876
1877 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1878 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1879
1880 extern int vmem_add_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1881 extern void vmem_remove_mapping(unsigned long start, unsigned long size);
1882 extern int __vmem_map_4k_page(unsigned long addr, unsigned long phys, pgprot_t prot, bool alloc);
1883 extern int vmem_map_4k_page(unsigned long addr, unsigned long phys, pgprot_t prot);
1884 extern void vmem_unmap_4k_page(unsigned long addr);
1885 extern pte_t *vmem_get_alloc_pte(unsigned long addr, bool alloc);
1886 extern int s390_enable_sie(void);
1887 extern int s390_enable_skey(void);
1888 extern void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm);
1889
1890 /* s390 has a private copy of get unmapped area to deal with cache synonyms */
1891 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA
1892 #define HAVE_ARCH_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN
1893
1894 #define pmd_pgtable(pmd) \
1895         ((pgtable_t)__va(pmd_val(pmd) & -sizeof(pte_t)*PTRS_PER_PTE))
1896
1897 #endif /* _S390_PAGE_H */