err.no Git - linux-2.6/blob - include/asm-s390/pgtable.h

   1 /*
   2  *  include/asm-s390/pgtable.h
   3  *
   4  *  S390 version
   5  *    Copyright (C) 1999,2000 IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation
   6  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
   7  *               Ulrich Weigand (weigand@de.ibm.com)
   8  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
   9  *
  10  *  Derived from "include/asm-i386/pgtable.h"
  11  */
  12
  13 #ifndef _ASM_S390_PGTABLE_H
  14 #define _ASM_S390_PGTABLE_H
  15
  16 /*
  17  * The Linux memory management assumes a three-level page table setup. For
  18  * s390 31 bit we "fold" the mid level into the top-level page table, so
  19  * that we physically have the same two-level page table as the s390 mmu
  20  * expects in 31 bit mode. For s390 64 bit we use three of the five levels
  21  * the hardware provides (region first and region second tables are not
  22  * used).
  23  *
  24  * The "pgd_xxx()" functions are trivial for a folded two-level
  25  * setup: the pgd is never bad, and a pmd always exists (as it's folded
  26  * into the pgd entry)
  27  *
  28  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
  29  * the S390 page table tree.
  30  */
  31 #ifndef __ASSEMBLY__
  32 #include <linux/mm_types.h>
  33 #include <asm/bitops.h>
  34 #include <asm/bug.h>
  35 #include <asm/processor.h>
  36
  37 extern pgd_t swapper_pg_dir[] __attribute__ ((aligned (4096)));
  38 extern void paging_init(void);
  39 extern void vmem_map_init(void);
  40
  41 /*
  42  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
  43  * tables contain all the necessary information.
  44  */
  45 #define update_mmu_cache(vma, address, pte)     do { } while (0)
  46
  47 /*
  48  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
  49  * for zero-mapped memory areas etc..
  50  */
  51 extern char empty_zero_page[PAGE_SIZE];
  52 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
  53 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
  54
  55 /*
  56  * PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
  57  * table can map
  58  * PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map
  59  */
  60 #ifndef __s390x__
  61 # define PMD_SHIFT      20
  62 # define PUD_SHIFT      20
  63 # define PGDIR_SHIFT    20
  64 #else /* __s390x__ */
  65 # define PMD_SHIFT      20
  66 # define PUD_SHIFT      31
  67 # define PGDIR_SHIFT    42
  68 #endif /* __s390x__ */
  69
  70 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
  71 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
  72 #define PUD_SIZE        (1UL << PUD_SHIFT)
  73 #define PUD_MASK        (~(PUD_SIZE-1))
  74 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
  75 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
  76
  77 /*
  78  * entries per page directory level: the S390 is two-level, so
  79  * we don't really have any PMD directory physically.
  80  * for S390 segment-table entries are combined to one PGD
  81  * that leads to 1024 pte per pgd
  82  */
  83 #define PTRS_PER_PTE    256
  84 #ifndef __s390x__
  85 #define PTRS_PER_PMD    1
  86 #define PTRS_PER_PUD    1
  87 #else /* __s390x__ */
  88 #define PTRS_PER_PMD    2048
  89 #define PTRS_PER_PUD    2048
  90 #endif /* __s390x__ */
  91 #define PTRS_PER_PGD    2048
  92
  93 #define FIRST_USER_ADDRESS  0
  94
  95 #define pte_ERROR(e) \
  96         printk("%s:%d: bad pte %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pte_val(e))
  97 #define pmd_ERROR(e) \
  98         printk("%s:%d: bad pmd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pmd_val(e))
  99 #define pud_ERROR(e) \
 100         printk("%s:%d: bad pud %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pud_val(e))
 101 #define pgd_ERROR(e) \
 102         printk("%s:%d: bad pgd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pgd_val(e))
 103
 104 #ifndef __ASSEMBLY__
 105 /*
 106  * The vmalloc area will always be on the topmost area of the kernel
 107  * mapping. We reserve 96MB (31bit) / 1GB (64bit) for vmalloc,
 108  * which should be enough for any sane case.
 109  * By putting vmalloc at the top, we maximise the gap between physical
 110  * memory and vmalloc to catch misplaced memory accesses. As a side
 111  * effect, this also makes sure that 64 bit module code cannot be used
 112  * as system call address.
 113  */
 114 #ifndef __s390x__
 115 #define VMALLOC_START   0x78000000UL
 116 #define VMALLOC_END     0x7e000000UL
 117 #define VMEM_MAP_END    0x80000000UL
 118 #else /* __s390x__ */
 119 #define VMALLOC_START   0x3e000000000UL
 120 #define VMALLOC_END     0x3e040000000UL
 121 #define VMEM_MAP_END    0x40000000000UL
 122 #endif /* __s390x__ */
 123
 124 /*
 125  * VMEM_MAX_PHYS is the highest physical address that can be added to the 1:1
 126  * mapping. This needs to be calculated at compile time since the size of the
 127  * VMEM_MAP is static but the size of struct page can change.
 128  */
 129 #define VMEM_MAX_PAGES  ((VMEM_MAP_END - VMALLOC_END) / sizeof(struct page))
 130 #define VMEM_MAX_PFN    min(VMALLOC_START >> PAGE_SHIFT, VMEM_MAX_PAGES)
 131 #define VMEM_MAX_PHYS   ((VMEM_MAX_PFN << PAGE_SHIFT) & ~((16 << 20) - 1))
 132 #define VMEM_MAP        ((struct page *) VMALLOC_END)
 133
 134 /*
 135  * A 31 bit pagetable entry of S390 has following format:
 136  *  |   PFRA          |    |  OS  |
 137  * 0                   0IP0
 138  * 00000000001111111111222222222233
 139  * 01234567890123456789012345678901
 140  *
 141  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
 142  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 143  *
 144  * A 31 bit segmenttable entry of S390 has following format:
 145  *  |   P-table origin      |  |PTL
 146  * 0                         IC
 147  * 00000000001111111111222222222233
 148  * 01234567890123456789012345678901
 149  *
 150  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 151  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
 152  * PTL Page-Table-Length:    Page-table length (PTL+1*16 entries -> up to 256)
 153  *
 154  * The 31 bit segmenttable origin of S390 has following format:
 155  *
 156  *  |S-table origin   |     | STL |
 157  * X                   **GPS
 158  * 00000000001111111111222222222233
 159  * 01234567890123456789012345678901
 160  *
 161  * X Space-Switch event:
 162  * G Segment-Invalid Bit:     *
 163  * P Private-Space Bit:       Segment is not private (PoP 3-30)
 164  * S Storage-Alteration:
 165  * STL Segment-Table-Length:  Segment-table length (STL+1*16 entries -> up to 2048)
 166  *
 167  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
 168  * |                     PFRA                         |0IP0|  OS  |
 169  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 170  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 171  *
 172  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
 173  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 174  *
 175  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
 176  * |        P-table origin                              |      TT
 177  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 178  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 179  *
 180  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 181  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
 182  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
 183  * TT Type 00
 184  *
 185  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
 186  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
 187  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 188  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 189  *
 190  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
 191  * TT Type 01
 192  * TF
 193  * TL Table length
 194  *
 195  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
 196  * |      region table origon                          |       DTTL
 197  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
 198  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
 199  *
 200  * X Space-Switch event:
 201  * G Segment-Invalid Bit:
 202  * P Private-Space Bit:
 203  * S Storage-Alteration:
 204  * R Real space
 205  * TL Table-Length:
 206  *
 207  * A storage key has the following format:
 208  * | ACC |F|R|C|0|
 209  *  0   3 4 5 6 7
 210  * ACC: access key
 211  * F  : fetch protection bit
 212  * R  : referenced bit
 213  * C  : changed bit
 214  */
 215
 216 /* Hardware bits in the page table entry */
 217 #define _PAGE_RO        0x200           /* HW read-only bit  */
 218 #define _PAGE_INVALID   0x400           /* HW invalid bit    */
 219
 220 /* Software bits in the page table entry */
 221 #define _PAGE_SWT       0x001           /* SW pte type bit t */
 222 #define _PAGE_SWX       0x002           /* SW pte type bit x */
 223
 224 /* Six different types of pages. */
 225 #define _PAGE_TYPE_EMPTY        0x400
 226 #define _PAGE_TYPE_NONE         0x401
 227 #define _PAGE_TYPE_SWAP         0x403
 228 #define _PAGE_TYPE_FILE         0x601   /* bit 0x002 is used for offset !! */
 229 #define _PAGE_TYPE_RO           0x200
 230 #define _PAGE_TYPE_RW           0x000
 231 #define _PAGE_TYPE_EX_RO        0x202
 232 #define _PAGE_TYPE_EX_RW        0x002
 233
 234 /*
 235  * PTE type bits are rather complicated. handle_pte_fault uses pte_present,
 236  * pte_none and pte_file to find out the pte type WITHOUT holding the page
 237  * table lock. ptep_clear_flush on the other hand uses ptep_clear_flush to
 238  * invalidate a given pte. ipte sets the hw invalid bit and clears all tlbs
 239  * for the page. The page table entry is set to _PAGE_TYPE_EMPTY afterwards.
 240  * This change is done while holding the lock, but the intermediate step
 241  * of a previously valid pte with the hw invalid bit set can be observed by
 242  * handle_pte_fault. That makes it necessary that all valid pte types with
 243  * the hw invalid bit set must be distinguishable from the four pte types
 244  * empty, none, swap and file.
 245  *
 246  *                      irxt  ipte  irxt
 247  * _PAGE_TYPE_EMPTY     1000   ->   1000
 248  * _PAGE_TYPE_NONE      1001   ->   1001
 249  * _PAGE_TYPE_SWAP      1011   ->   1011
 250  * _PAGE_TYPE_FILE      11?1   ->   11?1
 251  * _PAGE_TYPE_RO        0100   ->   1100
 252  * _PAGE_TYPE_RW        0000   ->   1000
 253  * _PAGE_TYPE_EX_RO     0110   ->   1110
 254  * _PAGE_TYPE_EX_RW     0010   ->   1010
 255  *
 256  * pte_none is true for bits combinations 1000, 1010, 1100, 1110
 257  * pte_present is true for bits combinations 0000, 0010, 0100, 0110, 1001
 258  * pte_file is true for bits combinations 1101, 1111
 259  * swap pte is 1011 and 0001, 0011, 0101, 0111 are invalid.
 260  */
 261
 262 /* Page status table bits for virtualization */
 263 #define RCP_PCL_BIT     55
 264 #define RCP_HR_BIT      54
 265 #define RCP_HC_BIT      53
 266 #define RCP_GR_BIT      50
 267 #define RCP_GC_BIT      49
 268
 269 #ifndef __s390x__
 270
 271 /* Bits in the segment table address-space-control-element */
 272 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x80000000UL    /* space switch event       */
 273 #define _ASCE_ORIGIN_MASK       0x7ffff000UL    /* segment table origin     */
 274 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 275 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 276 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x7f    /* 128 x 64 entries = 8k            */
 277
 278 /* Bits in the segment table entry */
 279 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   0x7fffffc0UL    /* page table origin        */
 280 #define _SEGMENT_ENTRY_INV      0x20    /* invalid segment table entry      */
 281 #define _SEGMENT_ENTRY_COMMON   0x10    /* common segment bit               */
 282 #define _SEGMENT_ENTRY_PTL      0x0f    /* page table length                */
 283
 284 #define _SEGMENT_ENTRY          (_SEGMENT_ENTRY_PTL)
 285 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INV)
 286
 287 #else /* __s390x__ */
 288
 289 /* Bits in the segment/region table address-space-control-element */
 290 #define _ASCE_ORIGIN            ~0xfffUL/* segment table origin             */
 291 #define _ASCE_PRIVATE_SPACE     0x100   /* private space control            */
 292 #define _ASCE_ALT_EVENT         0x80    /* storage alteration event control */
 293 #define _ASCE_SPACE_SWITCH      0x40    /* space switch event               */
 294 #define _ASCE_REAL_SPACE        0x20    /* real space control               */
 295 #define _ASCE_TYPE_MASK         0x0c    /* asce table type mask             */
 296 #define _ASCE_TYPE_REGION1      0x0c    /* region first table type          */
 297 #define _ASCE_TYPE_REGION2      0x08    /* region second table type         */
 298 #define _ASCE_TYPE_REGION3      0x04    /* region third table type          */
 299 #define _ASCE_TYPE_SEGMENT      0x00    /* segment table type               */
 300 #define _ASCE_TABLE_LENGTH      0x03    /* region table length              */
 301
 302 /* Bits in the region table entry */
 303 #define _REGION_ENTRY_ORIGIN    ~0xfffUL/* region/segment table origin      */
 304 #define _REGION_ENTRY_INV       0x20    /* invalid region table entry       */
 305 #define _REGION_ENTRY_TYPE_MASK 0x0c    /* region/segment table type mask   */
 306 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R1   0x0c    /* region first table type          */
 307 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R2   0x08    /* region second table type         */
 308 #define _REGION_ENTRY_TYPE_R3   0x04    /* region third table type          */
 309 #define _REGION_ENTRY_LENGTH    0x03    /* region third length              */
 310
 311 #define _REGION1_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 312 #define _REGION1_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R1 | _REGION_ENTRY_INV)
 313 #define _REGION2_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 314 #define _REGION2_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R2 | _REGION_ENTRY_INV)
 315 #define _REGION3_ENTRY          (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_LENGTH)
 316 #define _REGION3_ENTRY_EMPTY    (_REGION_ENTRY_TYPE_R3 | _REGION_ENTRY_INV)
 317
 318 /* Bits in the segment table entry */
 319 #define _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN   ~0x7ffUL/* segment table origin             */
 320 #define _SEGMENT_ENTRY_RO       0x200   /* page protection bit              */
 321 #define _SEGMENT_ENTRY_INV      0x20    /* invalid segment table entry      */
 322
 323 #define _SEGMENT_ENTRY          (0)
 324 #define _SEGMENT_ENTRY_EMPTY    (_SEGMENT_ENTRY_INV)
 325
 326 #endif /* __s390x__ */
 327
 328 /*
 329  * A user page table pointer has the space-switch-event bit, the
 330  * private-space-control bit and the storage-alteration-event-control
 331  * bit set. A kernel page table pointer doesn't need them.
 332  */
 333 #define _ASCE_USER_BITS         (_ASCE_SPACE_SWITCH | _ASCE_PRIVATE_SPACE | \
 334                                  _ASCE_ALT_EVENT)
 335
 336 /* Bits int the storage key */
 337 #define _PAGE_CHANGED    0x02          /* HW changed bit                   */
 338 #define _PAGE_REFERENCED 0x04          /* HW referenced bit                */
 339
 340 /*
 341  * Page protection definitions.
 342  */
 343 #define PAGE_NONE       __pgprot(_PAGE_TYPE_NONE)
 344 #define PAGE_RO         __pgprot(_PAGE_TYPE_RO)
 345 #define PAGE_RW         __pgprot(_PAGE_TYPE_RW)
 346 #define PAGE_EX_RO      __pgprot(_PAGE_TYPE_EX_RO)
 347 #define PAGE_EX_RW      __pgprot(_PAGE_TYPE_EX_RW)
 348
 349 #define PAGE_KERNEL     PAGE_RW
 350 #define PAGE_COPY       PAGE_RO
 351
 352 /*
 353  * Dependent on the EXEC_PROTECT option s390 can do execute protection.
 354  * Write permission always implies read permission. In theory with a
 355  * primary/secondary page table execute only can be implemented but
 356  * it would cost an additional bit in the pte to distinguish all the
 357  * different pte types. To avoid that execute permission currently
 358  * implies read permission as well.
 359  */
 360          /*xwr*/
 361 #define __P000  PAGE_NONE
 362 #define __P001  PAGE_RO
 363 #define __P010  PAGE_RO
 364 #define __P011  PAGE_RO
 365 #define __P100  PAGE_EX_RO
 366 #define __P101  PAGE_EX_RO
 367 #define __P110  PAGE_EX_RO
 368 #define __P111  PAGE_EX_RO
 369
 370 #define __S000  PAGE_NONE
 371 #define __S001  PAGE_RO
 372 #define __S010  PAGE_RW
 373 #define __S011  PAGE_RW
 374 #define __S100  PAGE_EX_RO
 375 #define __S101  PAGE_EX_RO
 376 #define __S110  PAGE_EX_RW
 377 #define __S111  PAGE_EX_RW
 378
 379 #ifndef __s390x__
 380 # define PxD_SHADOW_SHIFT       1
 381 #else /* __s390x__ */
 382 # define PxD_SHADOW_SHIFT       2
 383 #endif /* __s390x__ */
 384
 385 static inline void *get_shadow_table(void *table)
 386 {
 387         unsigned long addr, offset;
 388         struct page *page;
 389
 390         addr = (unsigned long) table;
 391         offset = addr & ((PAGE_SIZE << PxD_SHADOW_SHIFT) - 1);
 392         page = virt_to_page((void *)(addr ^ offset));
 393         return (void *)(addr_t)(page->index ? (page->index | offset) : 0UL);
 394 }
 395
 396 /*
 397  * Certain architectures need to do special things when PTEs
 398  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
 399  * hook is made available.
 400  */
 401 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 402                               pte_t *ptep, pte_t entry)
 403 {
 404         *ptep = entry;
 405         if (mm->context.noexec) {
 406                 if (!(pte_val(entry) & _PAGE_INVALID) &&
 407                     (pte_val(entry) & _PAGE_SWX))
 408                         pte_val(entry) |= _PAGE_RO;
 409                 else
 410                         pte_val(entry) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
 411                 ptep[PTRS_PER_PTE] = entry;
 412         }
 413 }
 414
 415 /*
 416  * pgd/pmd/pte query functions
 417  */
 418 #ifndef __s390x__
 419
 420 static inline int pgd_present(pgd_t pgd) { return 1; }
 421 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)    { return 0; }
 422 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)     { return 0; }
 423
 424 static inline int pud_present(pud_t pud) { return 1; }
 425 static inline int pud_none(pud_t pud)    { return 0; }
 426 static inline int pud_bad(pud_t pud)     { return 0; }
 427
 428 #else /* __s390x__ */
 429
 430 static inline int pgd_present(pgd_t pgd)
 431 {
 432         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 433                 return 1;
 434         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 435 }
 436
 437 static inline int pgd_none(pgd_t pgd)
 438 {
 439         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 440                 return 0;
 441         return (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_INV) != 0UL;
 442 }
 443
 444 static inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
 445 {
 446         /*
 447          * With dynamic page table levels the pgd can be a region table
 448          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 449          * invalid for either table entry.
 450          */
 451         unsigned long mask =
 452                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INV &
 453                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 454         return (pgd_val(pgd) & mask) != 0;
 455 }
 456
 457 static inline int pud_present(pud_t pud)
 458 {
 459         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 460                 return 1;
 461         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 462 }
 463
 464 static inline int pud_none(pud_t pud)
 465 {
 466         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) < _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 467                 return 0;
 468         return (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_INV) != 0UL;
 469 }
 470
 471 static inline int pud_bad(pud_t pud)
 472 {
 473         /*
 474          * With dynamic page table levels the pud can be a region table
 475          * entry or a segment table entry. Check for the bit that are
 476          * invalid for either table entry.
 477          */
 478         unsigned long mask =
 479                 ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_REGION_ENTRY_INV &
 480                 ~_REGION_ENTRY_TYPE_MASK & ~_REGION_ENTRY_LENGTH;
 481         return (pud_val(pud) & mask) != 0;
 482 }
 483
 484 #endif /* __s390x__ */
 485
 486 static inline int pmd_present(pmd_t pmd)
 487 {
 488         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN) != 0UL;
 489 }
 490
 491 static inline int pmd_none(pmd_t pmd)
 492 {
 493         return (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_INV) != 0UL;
 494 }
 495
 496 static inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
 497 {
 498         unsigned long mask = ~_SEGMENT_ENTRY_ORIGIN & ~_SEGMENT_ENTRY_INV;
 499         return (pmd_val(pmd) & mask) != _SEGMENT_ENTRY;
 500 }
 501
 502 static inline int pte_none(pte_t pte)
 503 {
 504         return (pte_val(pte) & _PAGE_INVALID) && !(pte_val(pte) & _PAGE_SWT);
 505 }
 506
 507 static inline int pte_present(pte_t pte)
 508 {
 509         unsigned long mask = _PAGE_RO | _PAGE_INVALID | _PAGE_SWT | _PAGE_SWX;
 510         return (pte_val(pte) & mask) == _PAGE_TYPE_NONE ||
 511                 (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID) &&
 512                  !(pte_val(pte) & _PAGE_SWT));
 513 }
 514
 515 static inline int pte_file(pte_t pte)
 516 {
 517         unsigned long mask = _PAGE_RO | _PAGE_INVALID | _PAGE_SWT;
 518         return (pte_val(pte) & mask) == _PAGE_TYPE_FILE;
 519 }
 520
 521 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 522 #define pte_same(a,b)  (pte_val(a) == pte_val(b))
 523
 524 static inline void rcp_lock(pte_t *ptep)
 525 {
 526 #ifdef CONFIG_PGSTE
 527         unsigned long *pgste = (unsigned long *) (ptep + PTRS_PER_PTE);
 528         preempt_disable();
 529         while (test_and_set_bit(RCP_PCL_BIT, pgste))
 530                 ;
 531 #endif
 532 }
 533
 534 static inline void rcp_unlock(pte_t *ptep)
 535 {
 536 #ifdef CONFIG_PGSTE
 537         unsigned long *pgste = (unsigned long *) (ptep + PTRS_PER_PTE);
 538         clear_bit(RCP_PCL_BIT, pgste);
 539         preempt_enable();
 540 #endif
 541 }
 542
 543 /* forward declaration for SetPageUptodate in page-flags.h*/
 544 static inline void page_clear_dirty(struct page *page);
 545 #include <linux/page-flags.h>
 546
 547 static inline void ptep_rcp_copy(pte_t *ptep)
 548 {
 549 #ifdef CONFIG_PGSTE
 550         struct page *page = virt_to_page(pte_val(*ptep));
 551         unsigned int skey;
 552         unsigned long *pgste = (unsigned long *) (ptep + PTRS_PER_PTE);
 553
 554         skey = page_get_storage_key(page_to_phys(page));
 555         if (skey & _PAGE_CHANGED)
 556                 set_bit_simple(RCP_GC_BIT, pgste);
 557         if (skey & _PAGE_REFERENCED)
 558                 set_bit_simple(RCP_GR_BIT, pgste);
 559         if (test_and_clear_bit_simple(RCP_HC_BIT, pgste))
 560                 SetPageDirty(page);
 561         if (test_and_clear_bit_simple(RCP_HR_BIT, pgste))
 562                 SetPageReferenced(page);
 563 #endif
 564 }
 565
 566 /*
 567  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
 568  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 569  */
 570 static inline int pte_write(pte_t pte)
 571 {
 572         return (pte_val(pte) & _PAGE_RO) == 0;
 573 }
 574
 575 static inline int pte_dirty(pte_t pte)
 576 {
 577         /* A pte is neither clean nor dirty on s/390. The dirty bit
 578          * is in the storage key. See page_test_and_clear_dirty for
 579          * details.
 580          */
 581         return 0;
 582 }
 583
 584 static inline int pte_young(pte_t pte)
 585 {
 586         /* A pte is neither young nor old on s/390. The young bit
 587          * is in the storage key. See page_test_and_clear_young for
 588          * details.
 589          */
 590         return 0;
 591 }
 592
 593 /*
 594  * pgd/pmd/pte modification functions
 595  */
 596
 597 #ifndef __s390x__
 598
 599 #define pgd_clear(pgd)          do { } while (0)
 600 #define pud_clear(pud)          do { } while (0)
 601
 602 #else /* __s390x__ */
 603
 604 static inline void pgd_clear_kernel(pgd_t * pgd)
 605 {
 606         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 607                 pgd_val(*pgd) = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 608 }
 609
 610 static inline void pgd_clear(pgd_t * pgd)
 611 {
 612         pgd_t *shadow = get_shadow_table(pgd);
 613
 614         pgd_clear_kernel(pgd);
 615         if (shadow)
 616                 pgd_clear_kernel(shadow);
 617 }
 618
 619 static inline void pud_clear_kernel(pud_t *pud)
 620 {
 621         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 622                 pud_val(*pud) = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 623 }
 624
 625 static inline void pud_clear(pud_t *pud)
 626 {
 627         pud_t *shadow = get_shadow_table(pud);
 628
 629         pud_clear_kernel(pud);
 630         if (shadow)
 631                 pud_clear_kernel(shadow);
 632 }
 633
 634 #endif /* __s390x__ */
 635
 636 static inline void pmd_clear_kernel(pmd_t * pmdp)
 637 {
 638         pmd_val(*pmdp) = _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 639 }
 640
 641 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmd)
 642 {
 643         pmd_t *shadow = get_shadow_table(pmd);
 644
 645         pmd_clear_kernel(pmd);
 646         if (shadow)
 647                 pmd_clear_kernel(shadow);
 648 }
 649
 650 static inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 651 {
 652         if (mm->context.pgstes)
 653                 ptep_rcp_copy(ptep);
 654         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
 655         if (mm->context.noexec)
 656                 pte_val(ptep[PTRS_PER_PTE]) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
 657 }
 658
 659 /*
 660  * The following pte modification functions only work if
 661  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
 662  */
 663 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 664 {
 665         pte_val(pte) &= PAGE_MASK;
 666         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
 667         return pte;
 668 }
 669
 670 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 671 {
 672         /* Do not clobber _PAGE_TYPE_NONE pages!  */
 673         if (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID))
 674                 pte_val(pte) |= _PAGE_RO;
 675         return pte;
 676 }
 677
 678 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 679 {
 680         pte_val(pte) &= ~_PAGE_RO;
 681         return pte;
 682 }
 683
 684 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 685 {
 686         /* The only user of pte_mkclean is the fork() code.
 687            We must *not* clear the *physical* page dirty bit
 688            just because fork() wants to clear the dirty bit in
 689            *one* of the page's mappings.  So we just do nothing. */
 690         return pte;
 691 }
 692
 693 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 694 {
 695         /* We do not explicitly set the dirty bit because the
 696          * sske instruction is slow. It is faster to let the
 697          * next instruction set the dirty bit.
 698          */
 699         return pte;
 700 }
 701
 702 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 703 {
 704         /* S/390 doesn't keep its dirty/referenced bit in the pte.
 705          * There is no point in clearing the real referenced bit.
 706          */
 707         return pte;
 708 }
 709
 710 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 711 {
 712         /* S/390 doesn't keep its dirty/referenced bit in the pte.
 713          * There is no point in setting the real referenced bit.
 714          */
 715         return pte;
 716 }
 717
 718 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 719 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 720                                             unsigned long addr, pte_t *ptep)
 721 {
 722 #ifdef CONFIG_PGSTE
 723         unsigned long physpage;
 724         int young;
 725         unsigned long *pgste;
 726
 727         if (!vma->vm_mm->context.pgstes)
 728                 return 0;
 729         physpage = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
 730         pgste = (unsigned long *) (ptep + PTRS_PER_PTE);
 731
 732         young = ((page_get_storage_key(physpage) & _PAGE_REFERENCED) != 0);
 733         rcp_lock(ptep);
 734         if (young)
 735                 set_bit_simple(RCP_GR_BIT, pgste);
 736         young |= test_and_clear_bit_simple(RCP_HR_BIT, pgste);
 737         rcp_unlock(ptep);
 738         return young;
 739 #endif
 740         return 0;
 741 }
 742
 743 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
 744 static inline int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 745                                          unsigned long address, pte_t *ptep)
 746 {
 747         /* No need to flush TLB
 748          * On s390 reference bits are in storage key and never in TLB
 749          * With virtualization we handle the reference bit, without we
 750          * we can simply return */
 751 #ifdef CONFIG_PGSTE
 752         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
 753 #endif
 754         return 0;
 755 }
 756
 757 static inline void __ptep_ipte(unsigned long address, pte_t *ptep)
 758 {
 759         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)) {
 760 #ifndef __s390x__
 761                 /* pto must point to the start of the segment table */
 762                 pte_t *pto = (pte_t *) (((unsigned long) ptep) & 0x7ffffc00);
 763 #else
 764                 /* ipte in zarch mode can do the math */
 765                 pte_t *pto = ptep;
 766 #endif
 767                 asm volatile(
 768                         "       ipte    %2,%3"
 769                         : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep),
 770                           "a" (pto), "a" (address));
 771         }
 772 }
 773
 774 static inline void ptep_invalidate(struct mm_struct *mm,
 775                                    unsigned long address, pte_t *ptep)
 776 {
 777         if (mm->context.pgstes) {
 778                 rcp_lock(ptep);
 779                 __ptep_ipte(address, ptep);
 780                 ptep_rcp_copy(ptep);
 781                 pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
 782                 rcp_unlock(ptep);
 783                 return;
 784         }
 785         __ptep_ipte(address, ptep);
 786         pte_val(*ptep) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
 787         if (mm->context.noexec) {
 788                 __ptep_ipte(address, ptep + PTRS_PER_PTE);
 789                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)) = _PAGE_TYPE_EMPTY;
 790         }
 791 }
 792
 793 /*
 794  * This is hard to understand. ptep_get_and_clear and ptep_clear_flush
 795  * both clear the TLB for the unmapped pte. The reason is that
 796  * ptep_get_and_clear is used in common code (e.g. change_pte_range)
 797  * to modify an active pte. The sequence is
 798  *   1) ptep_get_and_clear
 799  *   2) set_pte_at
 800  *   3) flush_tlb_range
 801  * On s390 the tlb needs to get flushed with the modification of the pte
 802  * if the pte is active. The only way how this can be implemented is to
 803  * have ptep_get_and_clear do the tlb flush. In exchange flush_tlb_range
 804  * is a nop.
 805  */
 806 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 807 #define ptep_get_and_clear(__mm, __address, __ptep)                     \
 808 ({                                                                      \
 809         pte_t __pte = *(__ptep);                                        \
 810         if (atomic_read(&(__mm)->mm_users) > 1 ||                       \
 811             (__mm) != current->active_mm)                               \
 812                 ptep_invalidate(__mm, __address, __ptep);               \
 813         else                                                            \
 814                 pte_clear((__mm), (__address), (__ptep));               \
 815         __pte;                                                          \
 816 })
 817
 818 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
 819 static inline pte_t ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
 820                                      unsigned long address, pte_t *ptep)
 821 {
 822         pte_t pte = *ptep;
 823         ptep_invalidate(vma->vm_mm, address, ptep);
 824         return pte;
 825 }
 826
 827 /*
 828  * The batched pte unmap code uses ptep_get_and_clear_full to clear the
 829  * ptes. Here an optimization is possible. tlb_gather_mmu flushes all
 830  * tlbs of an mm if it can guarantee that the ptes of the mm_struct
 831  * cannot be accessed while the batched unmap is running. In this case
 832  * full==1 and a simple pte_clear is enough. See tlb.h.
 833  */
 834 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR_FULL
 835 static inline pte_t ptep_get_and_clear_full(struct mm_struct *mm,
 836                                             unsigned long addr,
 837                                             pte_t *ptep, int full)
 838 {
 839         pte_t pte = *ptep;
 840
 841         if (full)
 842                 pte_clear(mm, addr, ptep);
 843         else
 844                 ptep_invalidate(mm, addr, ptep);
 845         return pte;
 846 }
 847
 848 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 849 #define ptep_set_wrprotect(__mm, __addr, __ptep)                        \
 850 ({                                                                      \
 851         pte_t __pte = *(__ptep);                                        \
 852         if (pte_write(__pte)) {                                         \
 853                 if (atomic_read(&(__mm)->mm_users) > 1 ||               \
 854                     (__mm) != current->active_mm)                       \
 855                         ptep_invalidate(__mm, __addr, __ptep);          \
 856                 set_pte_at(__mm, __addr, __ptep, pte_wrprotect(__pte)); \
 857         }                                                               \
 858 })
 859
 860 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
 861 #define ptep_set_access_flags(__vma, __addr, __ptep, __entry, __dirty)  \
 862 ({                                                                      \
 863         int __changed = !pte_same(*(__ptep), __entry);                  \
 864         if (__changed) {                                                \
 865                 ptep_invalidate((__vma)->vm_mm, __addr, __ptep);        \
 866                 set_pte_at((__vma)->vm_mm, __addr, __ptep, __entry);    \
 867         }                                                               \
 868         __changed;                                                      \
 869 })
 870
 871 /*
 872  * Test and clear dirty bit in storage key.
 873  * We can't clear the changed bit atomically. This is a potential
 874  * race against modification of the referenced bit. This function
 875  * should therefore only be called if it is not mapped in any
 876  * address space.
 877  */
 878 #define __HAVE_ARCH_PAGE_TEST_DIRTY
 879 static inline int page_test_dirty(struct page *page)
 880 {
 881         return (page_get_storage_key(page_to_phys(page)) & _PAGE_CHANGED) != 0;
 882 }
 883
 884 #define __HAVE_ARCH_PAGE_CLEAR_DIRTY
 885 static inline void page_clear_dirty(struct page *page)
 886 {
 887         page_set_storage_key(page_to_phys(page), PAGE_DEFAULT_KEY);
 888 }
 889
 890 /*
 891  * Test and clear referenced bit in storage key.
 892  */
 893 #define __HAVE_ARCH_PAGE_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 894 static inline int page_test_and_clear_young(struct page *page)
 895 {
 896         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
 897         int ccode;
 898
 899         asm volatile(
 900                 "       rrbe    0,%1\n"
 901                 "       ipm     %0\n"
 902                 "       srl     %0,28\n"
 903                 : "=d" (ccode) : "a" (physpage) : "cc" );
 904         return ccode & 2;
 905 }
 906
 907 /*
 908  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
 909  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
 910  */
 911 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
 912 {
 913         pte_t __pte;
 914         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
 915         return __pte;
 916 }
 917
 918 static inline pte_t mk_pte(struct page *page, pgprot_t pgprot)
 919 {
 920         unsigned long physpage = page_to_phys(page);
 921
 922         return mk_pte_phys(physpage, pgprot);
 923 }
 924
 925 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
 926 #define pud_index(address) (((address) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
 927 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
 928 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
 929
 930 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd + pgd_index(address))
 931 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
 932
 933 #ifndef __s390x__
 934
 935 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
 936 #define pud_deref(pmd) ({ BUG(); 0UL; })
 937 #define pgd_deref(pmd) ({ BUG(); 0UL; })
 938
 939 #define pud_offset(pgd, address) ((pud_t *) pgd)
 940 #define pmd_offset(pud, address) ((pmd_t *) pud + pmd_index(address))
 941
 942 #else /* __s390x__ */
 943
 944 #define pmd_deref(pmd) (pmd_val(pmd) & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN)
 945 #define pud_deref(pud) (pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
 946 #define pgd_deref(pgd) (pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN)
 947
 948 static inline pud_t *pud_offset(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 949 {
 950         pud_t *pud = (pud_t *) pgd;
 951         if ((pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 952                 pud = (pud_t *) pgd_deref(*pgd);
 953         return pud  + pud_index(address);
 954 }
 955
 956 static inline pmd_t *pmd_offset(pud_t *pud, unsigned long address)
 957 {
 958         pmd_t *pmd = (pmd_t *) pud;
 959         if ((pud_val(*pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 960                 pmd = (pmd_t *) pud_deref(*pud);
 961         return pmd + pmd_index(address);
 962 }
 963
 964 #endif /* __s390x__ */
 965
 966 #define pfn_pte(pfn,pgprot) mk_pte_phys(__pa((pfn) << PAGE_SHIFT),(pgprot))
 967 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
 968 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
 969
 970 #define pmd_page(pmd) pfn_to_page(pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT)
 971
 972 /* Find an entry in the lowest level page table.. */
 973 #define pte_offset(pmd, addr) ((pte_t *) pmd_deref(*(pmd)) + pte_index(addr))
 974 #define pte_offset_kernel(pmd, address) pte_offset(pmd,address)
 975 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
 976 #define pte_offset_map_nested(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
 977 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
 978 #define pte_unmap_nested(pte) do { } while (0)
 979
 980 /*
 981  * 31 bit swap entry format:
 982  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
 983  * Bits 0, 20 and bit 23 have to be zero, otherwise an specification
 984  * exception will occur instead of a page translation exception. The
 985  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
 986  * information in the lowcore.
 987  * Bit 21 and bit 22 are the page invalid bit and the page protection
 988  * bit. We set both to indicate a swapped page.
 989  * Bit 30 and 31 are used to distinguish the different page types. For
 990  * a swapped page these bits need to be zero.
 991  * This leaves the bits 1-19 and bits 24-29 to store type and offset.
 992  * We use the 5 bits from 25-29 for the type and the 20 bits from 1-19
 993  * plus 24 for the offset.
 994  * 0|     offset        |0110|o|type |00|
 995  * 0 0000000001111111111 2222 2 22222 33
 996  * 0 1234567890123456789 0123 4 56789 01
 997  *
 998  * 64 bit swap entry format:
 999  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
1000  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise an specification
1001  * exception will occur instead of a page translation exception. The
1002  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
1003  * information in the lowcore.
1004  * Bit 53 and bit 54 are the page invalid bit and the page protection
1005  * bit. We set both to indicate a swapped page.
1006  * Bit 62 and 63 are used to distinguish the different page types. For
1007  * a swapped page these bits need to be zero.
1008  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-61 to store type and offset.
1009  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 53 bits from 0-51
1010  * plus 56 for the offset.
1011  * |                      offset                        |0110|o|type |00|
1012  *  0000000000111111111122222222223333333333444444444455 5555 5 55566 66
1013  *  0123456789012345678901234567890123456789012345678901 2345 6 78901 23
1014  */
1015 #ifndef __s390x__
1016 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 12)
1017 #else
1018 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 11)
1019 #endif
1020 static inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
1021 {
1022         pte_t pte;
1023         offset &= __SWP_OFFSET_MASK;
1024         pte_val(pte) = _PAGE_TYPE_SWAP | ((type & 0x1f) << 2) |
1025                 ((offset & 1UL) << 7) | ((offset & ~1UL) << 11);
1026         return pte;
1027 }
1028
1029 #define __swp_type(entry)       (((entry).val >> 2) & 0x1f)
1030 #define __swp_offset(entry)     (((entry).val >> 11) | (((entry).val >> 7) & 1))
1031 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte((type),(offset))) })
1032
1033 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
1034 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
1035
1036 #ifndef __s390x__
1037 # define PTE_FILE_MAX_BITS      26
1038 #else /* __s390x__ */
1039 # define PTE_FILE_MAX_BITS      59
1040 #endif /* __s390x__ */
1041
1042 #define pte_to_pgoff(__pte) \
1043         ((((__pte).pte >> 12) << 7) + (((__pte).pte >> 1) & 0x7f))
1044
1045 #define pgoff_to_pte(__off) \
1046         ((pte_t) { ((((__off) & 0x7f) << 1) + (((__off) >> 7) << 12)) \
1047                    | _PAGE_TYPE_FILE })
1048
1049 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
1050
1051 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
1052
1053 extern int add_shared_memory(unsigned long start, unsigned long size);
1054 extern int remove_shared_memory(unsigned long start, unsigned long size);
1055 extern int s390_enable_sie(void);
1056
1057 /*
1058  * No page table caches to initialise
1059  */
1060 #define pgtable_cache_init()    do { } while (0)
1061
1062 #define __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1063 extern void memmap_init(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
1064
1065 #include <asm-generic/pgtable.h>
1066
1067 #endif /* _S390_PAGE_H */