arch/s390/mm/pgtable.c

   1 /*
   2  *    Copyright IBM Corp. 2007, 2011
   3  *    Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
   4  */
   5
   6 #include <linux/sched.h>
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/errno.h>
   9 #include <linux/gfp.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/smp.h>
  13 #include <linux/spinlock.h>
  14 #include <linux/rcupdate.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/swapops.h>
  17 #include <linux/sysctl.h>
  18 #include <linux/ksm.h>
  19 #include <linux/mman.h>
  20
  21 #include <asm/pgtable.h>
  22 #include <asm/pgalloc.h>
  23 #include <asm/tlb.h>
  24 #include <asm/tlbflush.h>
  25 #include <asm/mmu_context.h>
  26
  27 unsigned long *crst_table_alloc(struct mm_struct *mm)
  28 {
  29         struct page *page = alloc_pages(GFP_KERNEL, 2);
  30
  31         if (!page)
  32                 return NULL;
  33         return (unsigned long *) page_to_phys(page);
  34 }
  35
  36 void crst_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
  37 {
  38         free_pages((unsigned long) table, 2);
  39 }
  40
  41 static void __crst_table_upgrade(void *arg)
  42 {
  43         struct mm_struct *mm = arg;
  44
  45         if (current->active_mm == mm) {
  46                 clear_user_asce();
  47                 set_user_asce(mm);
  48         }
  49         __tlb_flush_local();
  50 }
  51
  52 int crst_table_upgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
  53 {
  54         unsigned long *table, *pgd;
  55         unsigned long entry;
  56         int flush;
  57
  58         BUG_ON(limit > (1UL << 53));
  59         flush = 0;
  60 repeat:
  61         table = crst_table_alloc(mm);
  62         if (!table)
  63                 return -ENOMEM;
  64         spin_lock_bh(&mm->page_table_lock);
  65         if (mm->context.asce_limit < limit) {
  66                 pgd = (unsigned long *) mm->pgd;
  67                 if (mm->context.asce_limit <= (1UL << 31)) {
  68                         entry = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
  69                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
  70                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
  71                                                 _ASCE_USER_BITS |
  72                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
  73                 } else {
  74                         entry = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
  75                         mm->context.asce_limit = 1UL << 53;
  76                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
  77                                                 _ASCE_USER_BITS |
  78                                                 _ASCE_TYPE_REGION2;
  79                 }
  80                 crst_table_init(table, entry);
  81                 pgd_populate(mm, (pgd_t *) table, (pud_t *) pgd);
  82                 mm->pgd = (pgd_t *) table;
  83                 mm->task_size = mm->context.asce_limit;
  84                 table = NULL;
  85                 flush = 1;
  86         }
  87         spin_unlock_bh(&mm->page_table_lock);
  88         if (table)
  89                 crst_table_free(mm, table);
  90         if (mm->context.asce_limit < limit)
  91                 goto repeat;
  92         if (flush)
  93                 on_each_cpu(__crst_table_upgrade, mm, 0);
  94         return 0;
  95 }
  96
  97 void crst_table_downgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
  98 {
  99         pgd_t *pgd;
 100
 101         if (current->active_mm == mm) {
 102                 clear_user_asce();
 103                 __tlb_flush_mm(mm);
 104         }
 105         while (mm->context.asce_limit > limit) {
 106                 pgd = mm->pgd;
 107                 switch (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) {
 108                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R2:
 109                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
 110                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
 111                                                 _ASCE_USER_BITS |
 112                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
 113                         break;
 114                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R3:
 115                         mm->context.asce_limit = 1UL << 31;
 116                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
 117                                                 _ASCE_USER_BITS |
 118                                                 _ASCE_TYPE_SEGMENT;
 119                         break;
 120                 default:
 121                         BUG();
 122                 }
 123                 mm->pgd = (pgd_t *) (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 124                 mm->task_size = mm->context.asce_limit;
 125                 crst_table_free(mm, (unsigned long *) pgd);
 126         }
 127         if (current->active_mm == mm)
 128                 set_user_asce(mm);
 129 }
 130
 131 #ifdef CONFIG_PGSTE
 132
 133 /**
 134  * gmap_alloc - allocate a guest address space
 135  * @mm: pointer to the parent mm_struct
 136  * @limit: maximum address of the gmap address space
 137  *
 138  * Returns a guest address space structure.
 139  */
 140 struct gmap *gmap_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
 141 {
 142         struct gmap *gmap;
 143         struct page *page;
 144         unsigned long *table;
 145         unsigned long etype, atype;
 146
 147         if (limit < (1UL << 31)) {
 148                 limit = (1UL << 31) - 1;
 149                 atype = _ASCE_TYPE_SEGMENT;
 150                 etype = _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 151         } else if (limit < (1UL << 42)) {
 152                 limit = (1UL << 42) - 1;
 153                 atype = _ASCE_TYPE_REGION3;
 154                 etype = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 155         } else if (limit < (1UL << 53)) {
 156                 limit = (1UL << 53) - 1;
 157                 atype = _ASCE_TYPE_REGION2;
 158                 etype = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 159         } else {
 160                 limit = -1UL;
 161                 atype = _ASCE_TYPE_REGION1;
 162                 etype = _REGION1_ENTRY_EMPTY;
 163         }
 164         gmap = kzalloc(sizeof(struct gmap), GFP_KERNEL);
 165         if (!gmap)
 166                 goto out;
 167         INIT_LIST_HEAD(&gmap->crst_list);
 168         INIT_RADIX_TREE(&gmap->guest_to_host, GFP_KERNEL);
 169         INIT_RADIX_TREE(&gmap->host_to_guest, GFP_ATOMIC);
 170         spin_lock_init(&gmap->guest_table_lock);
 171         gmap->mm = mm;
 172         page = alloc_pages(GFP_KERNEL, 2);
 173         if (!page)
 174                 goto out_free;
 175         page->index = 0;
 176         list_add(&page->lru, &gmap->crst_list);
 177         table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 178         crst_table_init(table, etype);
 179         gmap->table = table;
 180         gmap->asce = atype | _ASCE_TABLE_LENGTH |
 181                 _ASCE_USER_BITS | __pa(table);
 182         gmap->asce_end = limit;
 183         down_write(&mm->mmap_sem);
 184         list_add(&gmap->list, &mm->context.gmap_list);
 185         up_write(&mm->mmap_sem);
 186         return gmap;
 187
 188 out_free:
 189         kfree(gmap);
 190 out:
 191         return NULL;
 192 }
 193 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_alloc);
 194
 195 static void gmap_flush_tlb(struct gmap *gmap)
 196 {
 197         if (MACHINE_HAS_IDTE)
 198                 __tlb_flush_asce(gmap->mm, gmap->asce);
 199         else
 200                 __tlb_flush_global();
 201 }
 202
 203 static void gmap_radix_tree_free(struct radix_tree_root *root)
 204 {
 205         struct radix_tree_iter iter;
 206         unsigned long indices[16];
 207         unsigned long index;
 208         void **slot;
 209         int i, nr;
 210
 211         /* A radix tree is freed by deleting all of its entries */
 212         index = 0;
 213         do {
 214                 nr = 0;
 215                 radix_tree_for_each_slot(slot, root, &iter, index) {
 216                         indices[nr] = iter.index;
 217                         if (++nr == 16)
 218                                 break;
 219                 }
 220                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 221                         index = indices[i];
 222                         radix_tree_delete(root, index);
 223                 }
 224         } while (nr > 0);
 225 }
 226
 227 /**
 228  * gmap_free - free a guest address space
 229  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 230  */
 231 void gmap_free(struct gmap *gmap)
 232 {
 233         struct page *page, *next;
 234
 235         /* Flush tlb. */
 236         if (MACHINE_HAS_IDTE)
 237                 __tlb_flush_asce(gmap->mm, gmap->asce);
 238         else
 239                 __tlb_flush_global();
 240
 241         /* Free all segment & region tables. */
 242         list_for_each_entry_safe(page, next, &gmap->crst_list, lru)
 243                 __free_pages(page, 2);
 244         gmap_radix_tree_free(&gmap->guest_to_host);
 245         gmap_radix_tree_free(&gmap->host_to_guest);
 246         down_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 247         list_del(&gmap->list);
 248         up_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 249         kfree(gmap);
 250 }
 251 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_free);
 252
 253 /**
 254  * gmap_enable - switch primary space to the guest address space
 255  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 256  */
 257 void gmap_enable(struct gmap *gmap)
 258 {
 259         S390_lowcore.gmap = (unsigned long) gmap;
 260 }
 261 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_enable);
 262
 263 /**
 264  * gmap_disable - switch back to the standard primary address space
 265  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 266  */
 267 void gmap_disable(struct gmap *gmap)
 268 {
 269         S390_lowcore.gmap = 0UL;
 270 }
 271 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_disable);
 272
 273 /*
 274  * gmap_alloc_table is assumed to be called with mmap_sem held
 275  */
 276 static int gmap_alloc_table(struct gmap *gmap, unsigned long *table,
 277                             unsigned long init, unsigned long gaddr)
 278 {
 279         struct page *page;
 280         unsigned long *new;
 281
 282         /* since we dont free the gmap table until gmap_free we can unlock */
 283         page = alloc_pages(GFP_KERNEL, 2);
 284         if (!page)
 285                 return -ENOMEM;
 286         new = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 287         crst_table_init(new, init);
 288         spin_lock(&gmap->mm->page_table_lock);
 289         if (*table & _REGION_ENTRY_INVALID) {
 290                 list_add(&page->lru, &gmap->crst_list);
 291                 *table = (unsigned long) new | _REGION_ENTRY_LENGTH |
 292                         (*table & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK);
 293                 page->index = gaddr;
 294                 page = NULL;
 295         }
 296         spin_unlock(&gmap->mm->page_table_lock);
 297         if (page)
 298                 __free_pages(page, 2);
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 /**
 303  * __gmap_segment_gaddr - find virtual address from segment pointer
 304  * @entry: pointer to a segment table entry in the guest address space
 305  *
 306  * Returns the virtual address in the guest address space for the segment
 307  */
 308 static unsigned long __gmap_segment_gaddr(unsigned long *entry)
 309 {
 310         struct page *page;
 311         unsigned long offset, mask;
 312
 313         offset = (unsigned long) entry / sizeof(unsigned long);
 314         offset = (offset & (PTRS_PER_PMD - 1)) * PMD_SIZE;
 315         mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
 316         page = virt_to_page((void *)((unsigned long) entry & mask));
 317         return page->index + offset;
 318 }
 319
 320 /**
 321  * __gmap_unlink_by_vmaddr - unlink a single segment via a host address
 322  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 323  * @vmaddr: address in the host process address space
 324  *
 325  * Returns 1 if a TLB flush is required
 326  */
 327 static int __gmap_unlink_by_vmaddr(struct gmap *gmap, unsigned long vmaddr)
 328 {
 329         unsigned long *entry;
 330         int flush = 0;
 331
 332         spin_lock(&gmap->guest_table_lock);
 333         entry = radix_tree_delete(&gmap->host_to_guest, vmaddr >> PMD_SHIFT);
 334         if (entry) {
 335                 flush = (*entry != _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
 336                 *entry = _SEGMENT_ENTRY_INVALID;
 337         }
 338         spin_unlock(&gmap->guest_table_lock);
 339         return flush;
 340 }
 341
 342 /**
 343  * __gmap_unmap_by_gaddr - unmap a single segment via a guest address
 344  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 345  * @gaddr: address in the guest address space
 346  *
 347  * Returns 1 if a TLB flush is required
 348  */
 349 static int __gmap_unmap_by_gaddr(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 350 {
 351         unsigned long vmaddr;
 352
 353         vmaddr = (unsigned long) radix_tree_delete(&gmap->guest_to_host,
 354                                                    gaddr >> PMD_SHIFT);
 355         return vmaddr ? __gmap_unlink_by_vmaddr(gmap, vmaddr) : 0;
 356 }
 357
 358 /**
 359  * gmap_unmap_segment - unmap segment from the guest address space
 360  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 361  * @to: address in the guest address space
 362  * @len: length of the memory area to unmap
 363  *
 364  * Returns 0 if the unmap succeeded, -EINVAL if not.
 365  */
 366 int gmap_unmap_segment(struct gmap *gmap, unsigned long to, unsigned long len)
 367 {
 368         unsigned long off;
 369         int flush;
 370
 371         if ((to | len) & (PMD_SIZE - 1))
 372                 return -EINVAL;
 373         if (len == 0 || to + len < to)
 374                 return -EINVAL;
 375
 376         flush = 0;
 377         down_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 378         for (off = 0; off < len; off += PMD_SIZE)
 379                 flush |= __gmap_unmap_by_gaddr(gmap, to + off);
 380         up_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 381         if (flush)
 382                 gmap_flush_tlb(gmap);
 383         return 0;
 384 }
 385 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_unmap_segment);
 386
 387 /**
 388  * gmap_mmap_segment - map a segment to the guest address space
 389  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 390  * @from: source address in the parent address space
 391  * @to: target address in the guest address space
 392  * @len: length of the memory area to map
 393  *
 394  * Returns 0 if the mmap succeeded, -EINVAL or -ENOMEM if not.
 395  */
 396 int gmap_map_segment(struct gmap *gmap, unsigned long from,
 397                      unsigned long to, unsigned long len)
 398 {
 399         unsigned long off;
 400         int flush;
 401
 402         if ((from | to | len) & (PMD_SIZE - 1))
 403                 return -EINVAL;
 404         if (len == 0 || from + len < from || to + len < to ||
 405             from + len - 1 > TASK_MAX_SIZE || to + len - 1 > gmap->asce_end)
 406                 return -EINVAL;
 407
 408         flush = 0;
 409         down_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 410         for (off = 0; off < len; off += PMD_SIZE) {
 411                 /* Remove old translation */
 412                 flush |= __gmap_unmap_by_gaddr(gmap, to + off);
 413                 /* Store new translation */
 414                 if (radix_tree_insert(&gmap->guest_to_host,
 415                                       (to + off) >> PMD_SHIFT,
 416                                       (void *) from + off))
 417                         break;
 418         }
 419         up_write(&gmap->mm->mmap_sem);
 420         if (flush)
 421                 gmap_flush_tlb(gmap);
 422         if (off >= len)
 423                 return 0;
 424         gmap_unmap_segment(gmap, to, len);
 425         return -ENOMEM;
 426 }
 427 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_map_segment);
 428
 429 /**
 430  * __gmap_translate - translate a guest address to a user space address
 431  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 432  * @gaddr: guest address
 433  *
 434  * Returns user space address which corresponds to the guest address or
 435  * -EFAULT if no such mapping exists.
 436  * This function does not establish potentially missing page table entries.
 437  * The mmap_sem of the mm that belongs to the address space must be held
 438  * when this function gets called.
 439  */
 440 unsigned long __gmap_translate(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 441 {
 442         unsigned long vmaddr;
 443
 444         vmaddr = (unsigned long)
 445                 radix_tree_lookup(&gmap->guest_to_host, gaddr >> PMD_SHIFT);
 446         return vmaddr ? (vmaddr | (gaddr & ~PMD_MASK)) : -EFAULT;
 447 }
 448 EXPORT_SYMBOL_GPL(__gmap_translate);
 449
 450 /**
 451  * gmap_translate - translate a guest address to a user space address
 452  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 453  * @gaddr: guest address
 454  *
 455  * Returns user space address which corresponds to the guest address or
 456  * -EFAULT if no such mapping exists.
 457  * This function does not establish potentially missing page table entries.
 458  */
 459 unsigned long gmap_translate(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 460 {
 461         unsigned long rc;
 462
 463         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 464         rc = __gmap_translate(gmap, gaddr);
 465         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 466         return rc;
 467 }
 468 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_translate);
 469
 470 /**
 471  * gmap_unlink - disconnect a page table from the gmap shadow tables
 472  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 473  * @table: pointer to the host page table
 474  * @vmaddr: vm address associated with the host page table
 475  */
 476 static void gmap_unlink(struct mm_struct *mm, unsigned long *table,
 477                         unsigned long vmaddr)
 478 {
 479         struct gmap *gmap;
 480         int flush;
 481
 482         list_for_each_entry(gmap, &mm->context.gmap_list, list) {
 483                 flush = __gmap_unlink_by_vmaddr(gmap, vmaddr);
 484                 if (flush)
 485                         gmap_flush_tlb(gmap);
 486         }
 487 }
 488
 489 /**
 490  * gmap_link - set up shadow page tables to connect a host to a guest address
 491  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 492  * @gaddr: guest address
 493  * @vmaddr: vm address
 494  *
 495  * Returns 0 on success, -ENOMEM for out of memory conditions, and -EFAULT
 496  * if the vm address is already mapped to a different guest segment.
 497  * The mmap_sem of the mm that belongs to the address space must be held
 498  * when this function gets called.
 499  */
 500 int __gmap_link(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr, unsigned long vmaddr)
 501 {
 502         struct mm_struct *mm;
 503         unsigned long *table;
 504         spinlock_t *ptl;
 505         pgd_t *pgd;
 506         pud_t *pud;
 507         pmd_t *pmd;
 508         int rc;
 509
 510         /* Create higher level tables in the gmap page table */
 511         table = gmap->table;
 512         if ((gmap->asce & _ASCE_TYPE_MASK) >= _ASCE_TYPE_REGION1) {
 513                 table += (gaddr >> 53) & 0x7ff;
 514                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INVALID) &&
 515                     gmap_alloc_table(gmap, table, _REGION2_ENTRY_EMPTY,
 516                                      gaddr & 0xffe0000000000000UL))
 517                         return -ENOMEM;
 518                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 519         }
 520         if ((gmap->asce & _ASCE_TYPE_MASK) >= _ASCE_TYPE_REGION2) {
 521                 table += (gaddr >> 42) & 0x7ff;
 522                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INVALID) &&
 523                     gmap_alloc_table(gmap, table, _REGION3_ENTRY_EMPTY,
 524                                      gaddr & 0xfffffc0000000000UL))
 525                         return -ENOMEM;
 526                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 527         }
 528         if ((gmap->asce & _ASCE_TYPE_MASK) >= _ASCE_TYPE_REGION3) {
 529                 table += (gaddr >> 31) & 0x7ff;
 530                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INVALID) &&
 531                     gmap_alloc_table(gmap, table, _SEGMENT_ENTRY_EMPTY,
 532                                      gaddr & 0xffffffff80000000UL))
 533                         return -ENOMEM;
 534                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 535         }
 536         table += (gaddr >> 20) & 0x7ff;
 537         /* Walk the parent mm page table */
 538         mm = gmap->mm;
 539         pgd = pgd_offset(mm, vmaddr);
 540         VM_BUG_ON(pgd_none(*pgd));
 541         pud = pud_offset(pgd, vmaddr);
 542         VM_BUG_ON(pud_none(*pud));
 543         pmd = pmd_offset(pud, vmaddr);
 544         VM_BUG_ON(pmd_none(*pmd));
 545         /* large pmds cannot yet be handled */
 546         if (pmd_large(*pmd))
 547                 return -EFAULT;
 548         /* Link gmap segment table entry location to page table. */
 549         rc = radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
 550         if (rc)
 551                 return rc;
 552         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
 553         spin_lock(&gmap->guest_table_lock);
 554         if (*table == _SEGMENT_ENTRY_INVALID) {
 555                 rc = radix_tree_insert(&gmap->host_to_guest,
 556                                        vmaddr >> PMD_SHIFT, table);
 557                 if (!rc)
 558                         *table = pmd_val(*pmd);
 559         } else
 560                 rc = 0;
 561         spin_unlock(&gmap->guest_table_lock);
 562         spin_unlock(ptl);
 563         radix_tree_preload_end();
 564         return rc;
 565 }
 566
 567 /**
 568  * gmap_fault - resolve a fault on a guest address
 569  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 570  * @gaddr: guest address
 571  * @fault_flags: flags to pass down to handle_mm_fault()
 572  *
 573  * Returns 0 on success, -ENOMEM for out of memory conditions, and -EFAULT
 574  * if the vm address is already mapped to a different guest segment.
 575  */
 576 int gmap_fault(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr,
 577                unsigned int fault_flags)
 578 {
 579         unsigned long vmaddr;
 580         int rc;
 581
 582         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 583         vmaddr = __gmap_translate(gmap, gaddr);
 584         if (IS_ERR_VALUE(vmaddr)) {
 585                 rc = vmaddr;
 586                 goto out_up;
 587         }
 588         if (fixup_user_fault(current, gmap->mm, vmaddr, fault_flags)) {
 589                 rc = -EFAULT;
 590                 goto out_up;
 591         }
 592         rc = __gmap_link(gmap, gaddr, vmaddr);
 593 out_up:
 594         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 595         return rc;
 596 }
 597 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_fault);
 598
 599 static void gmap_zap_swap_entry(swp_entry_t entry, struct mm_struct *mm)
 600 {
 601         if (!non_swap_entry(entry))
 602                 dec_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
 603         else if (is_migration_entry(entry)) {
 604                 struct page *page = migration_entry_to_page(entry);
 605
 606                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(page));
 607         }
 608         free_swap_and_cache(entry);
 609 }
 610
 611 /*
 612  * this function is assumed to be called with mmap_sem held
 613  */
 614 void __gmap_zap(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr)
 615 {
 616         unsigned long vmaddr, ptev, pgstev;
 617         pte_t *ptep, pte;
 618         spinlock_t *ptl;
 619         pgste_t pgste;
 620
 621         /* Find the vm address for the guest address */
 622         vmaddr = (unsigned long) radix_tree_lookup(&gmap->guest_to_host,
 623                                                    gaddr >> PMD_SHIFT);
 624         if (!vmaddr)
 625                 return;
 626         vmaddr |= gaddr & ~PMD_MASK;
 627         /* Get pointer to the page table entry */
 628         ptep = get_locked_pte(gmap->mm, vmaddr, &ptl);
 629         if (unlikely(!ptep))
 630                 return;
 631         pte = *ptep;
 632         if (!pte_swap(pte))
 633                 goto out_pte;
 634         /* Zap unused and logically-zero pages */
 635         pgste = pgste_get_lock(ptep);
 636         pgstev = pgste_val(pgste);
 637         ptev = pte_val(pte);
 638         if (((pgstev & _PGSTE_GPS_USAGE_MASK) == _PGSTE_GPS_USAGE_UNUSED) ||
 639             ((pgstev & _PGSTE_GPS_ZERO) && (ptev & _PAGE_INVALID))) {
 640                 gmap_zap_swap_entry(pte_to_swp_entry(pte), gmap->mm);
 641                 pte_clear(gmap->mm, vmaddr, ptep);
 642         }
 643         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 644 out_pte:
 645         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 646 }
 647 EXPORT_SYMBOL_GPL(__gmap_zap);
 648
 649 void gmap_discard(struct gmap *gmap, unsigned long from, unsigned long to)
 650 {
 651         unsigned long gaddr, vmaddr, size;
 652         struct vm_area_struct *vma;
 653
 654         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 655         for (gaddr = from; gaddr < to;
 656              gaddr = (gaddr + PMD_SIZE) & PMD_MASK) {
 657                 /* Find the vm address for the guest address */
 658                 vmaddr = (unsigned long)
 659                         radix_tree_lookup(&gmap->guest_to_host,
 660                                           gaddr >> PMD_SHIFT);
 661                 if (!vmaddr)
 662                         continue;
 663                 vmaddr |= gaddr & ~PMD_MASK;
 664                 /* Find vma in the parent mm */
 665                 vma = find_vma(gmap->mm, vmaddr);
 666                 size = min(to - gaddr, PMD_SIZE - (gaddr & ~PMD_MASK));
 667                 zap_page_range(vma, vmaddr, size, NULL);
 668         }
 669         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 670 }
 671 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_discard);
 672
 673 static LIST_HEAD(gmap_notifier_list);
 674 static DEFINE_SPINLOCK(gmap_notifier_lock);
 675
 676 /**
 677  * gmap_register_ipte_notifier - register a pte invalidation callback
 678  * @nb: pointer to the gmap notifier block
 679  */
 680 void gmap_register_ipte_notifier(struct gmap_notifier *nb)
 681 {
 682         spin_lock(&gmap_notifier_lock);
 683         list_add(&nb->list, &gmap_notifier_list);
 684         spin_unlock(&gmap_notifier_lock);
 685 }
 686 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_register_ipte_notifier);
 687
 688 /**
 689  * gmap_unregister_ipte_notifier - remove a pte invalidation callback
 690  * @nb: pointer to the gmap notifier block
 691  */
 692 void gmap_unregister_ipte_notifier(struct gmap_notifier *nb)
 693 {
 694         spin_lock(&gmap_notifier_lock);
 695         list_del_init(&nb->list);
 696         spin_unlock(&gmap_notifier_lock);
 697 }
 698 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_unregister_ipte_notifier);
 699
 700 /**
 701  * gmap_ipte_notify - mark a range of ptes for invalidation notification
 702  * @gmap: pointer to guest mapping meta data structure
 703  * @gaddr: virtual address in the guest address space
 704  * @len: size of area
 705  *
 706  * Returns 0 if for each page in the given range a gmap mapping exists and
 707  * the invalidation notification could be set. If the gmap mapping is missing
 708  * for one or more pages -EFAULT is returned. If no memory could be allocated
 709  * -ENOMEM is returned. This function establishes missing page table entries.
 710  */
 711 int gmap_ipte_notify(struct gmap *gmap, unsigned long gaddr, unsigned long len)
 712 {
 713         unsigned long addr;
 714         spinlock_t *ptl;
 715         pte_t *ptep, entry;
 716         pgste_t pgste;
 717         int rc = 0;
 718
 719         if ((gaddr & ~PAGE_MASK) || (len & ~PAGE_MASK))
 720                 return -EINVAL;
 721         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 722         while (len) {
 723                 /* Convert gmap address and connect the page tables */
 724                 addr = __gmap_translate(gmap, gaddr);
 725                 if (IS_ERR_VALUE(addr)) {
 726                         rc = addr;
 727                         break;
 728                 }
 729                 /* Get the page mapped */
 730                 if (fixup_user_fault(current, gmap->mm, addr, FAULT_FLAG_WRITE)) {
 731                         rc = -EFAULT;
 732                         break;
 733                 }
 734                 rc = __gmap_link(gmap, gaddr, addr);
 735                 if (rc)
 736                         break;
 737                 /* Walk the process page table, lock and get pte pointer */
 738                 ptep = get_locked_pte(gmap->mm, addr, &ptl);
 739                 VM_BUG_ON(!ptep);
 740                 /* Set notification bit in the pgste of the pte */
 741                 entry = *ptep;
 742                 if ((pte_val(entry) & (_PAGE_INVALID | _PAGE_PROTECT)) == 0) {
 743                         pgste = pgste_get_lock(ptep);
 744                         pgste_val(pgste) |= PGSTE_IN_BIT;
 745                         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 746                         gaddr += PAGE_SIZE;
 747                         len -= PAGE_SIZE;
 748                 }
 749                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 750         }
 751         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 752         return rc;
 753 }
 754 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_ipte_notify);
 755
 756 /**
 757  * gmap_do_ipte_notify - call all invalidation callbacks for a specific pte.
 758  * @mm: pointer to the process mm_struct
 759  * @addr: virtual address in the process address space
 760  * @pte: pointer to the page table entry
 761  *
 762  * This function is assumed to be called with the page table lock held
 763  * for the pte to notify.
 764  */
 765 void gmap_do_ipte_notify(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr, pte_t *pte)
 766 {
 767         unsigned long offset, gaddr;
 768         unsigned long *table;
 769         struct gmap_notifier *nb;
 770         struct gmap *gmap;
 771
 772         offset = ((unsigned long) pte) & (255 * sizeof(pte_t));
 773         offset = offset * (4096 / sizeof(pte_t));
 774         spin_lock(&gmap_notifier_lock);
 775         list_for_each_entry(gmap, &mm->context.gmap_list, list) {
 776                 table = radix_tree_lookup(&gmap->host_to_guest,
 777                                           vmaddr >> PMD_SHIFT);
 778                 if (!table)
 779                         continue;
 780                 gaddr = __gmap_segment_gaddr(table) + offset;
 781                 list_for_each_entry(nb, &gmap_notifier_list, list)
 782                         nb->notifier_call(gmap, gaddr);
 783         }
 784         spin_unlock(&gmap_notifier_lock);
 785 }
 786 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_do_ipte_notify);
 787
 788 int set_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 789                           unsigned long key, bool nq)
 790 {
 791         spinlock_t *ptl;
 792         pgste_t old, new;
 793         pte_t *ptep;
 794
 795         down_read(&mm->mmap_sem);
 796 retry:
 797         ptep = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 798         if (unlikely(!ptep)) {
 799                 up_read(&mm->mmap_sem);
 800                 return -EFAULT;
 801         }
 802         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID) &&
 803              (pte_val(*ptep) & _PAGE_PROTECT)) {
 804                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 805                 if (fixup_user_fault(current, mm, addr, FAULT_FLAG_WRITE)) {
 806                         up_read(&mm->mmap_sem);
 807                         return -EFAULT;
 808                 }
 809                 goto retry;
 810         }
 811
 812         new = old = pgste_get_lock(ptep);
 813         pgste_val(new) &= ~(PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT |
 814                             PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT);
 815         pgste_val(new) |= (key & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED)) << 48;
 816         pgste_val(new) |= (key & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT)) << 56;
 817         if (!(pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID)) {
 818                 unsigned long address, bits, skey;
 819
 820                 address = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
 821                 skey = (unsigned long) page_get_storage_key(address);
 822                 bits = skey & (_PAGE_CHANGED | _PAGE_REFERENCED);
 823                 skey = key & (_PAGE_ACC_BITS | _PAGE_FP_BIT);
 824                 /* Set storage key ACC and FP */
 825                 page_set_storage_key(address, skey, !nq);
 826                 /* Merge host changed & referenced into pgste  */
 827                 pgste_val(new) |= bits << 52;
 828         }
 829         /* changing the guest storage key is considered a change of the page */
 830         if ((pgste_val(new) ^ pgste_val(old)) &
 831             (PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT | PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT))
 832                 pgste_val(new) |= PGSTE_UC_BIT;
 833
 834         pgste_set_unlock(ptep, new);
 835         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 836         up_read(&mm->mmap_sem);
 837         return 0;
 838 }
 839 EXPORT_SYMBOL(set_guest_storage_key);
 840
 841 unsigned long get_guest_storage_key(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 842 {
 843         spinlock_t *ptl;
 844         pgste_t pgste;
 845         pte_t *ptep;
 846         uint64_t physaddr;
 847         unsigned long key = 0;
 848
 849         down_read(&mm->mmap_sem);
 850         ptep = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 851         if (unlikely(!ptep)) {
 852                 up_read(&mm->mmap_sem);
 853                 return -EFAULT;
 854         }
 855         pgste = pgste_get_lock(ptep);
 856
 857         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_INVALID) {
 858                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_ACC_BITS) >> 56;
 859                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_FP_BIT) >> 56;
 860                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_GR_BIT) >> 48;
 861                 key |= (pgste_val(pgste) & PGSTE_GC_BIT) >> 48;
 862         } else {
 863                 physaddr = pte_val(*ptep) & PAGE_MASK;
 864                 key = page_get_storage_key(physaddr);
 865
 866                 /* Reflect guest's logical view, not physical */
 867                 if (pgste_val(pgste) & PGSTE_GR_BIT)
 868                         key |= _PAGE_REFERENCED;
 869                 if (pgste_val(pgste) & PGSTE_GC_BIT)
 870                         key |= _PAGE_CHANGED;
 871         }
 872
 873         pgste_set_unlock(ptep, pgste);
 874         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 875         up_read(&mm->mmap_sem);
 876         return key;
 877 }
 878 EXPORT_SYMBOL(get_guest_storage_key);
 879
 880 static int page_table_allocate_pgste_min = 0;
 881 static int page_table_allocate_pgste_max = 1;
 882 int page_table_allocate_pgste = 0;
 883 EXPORT_SYMBOL(page_table_allocate_pgste);
 884
 885 static struct ctl_table page_table_sysctl[] = {
 886         {
 887                 .procname       = "allocate_pgste",
 888                 .data           = &page_table_allocate_pgste,
 889                 .maxlen         = sizeof(int),
 890                 .mode           = S_IRUGO | S_IWUSR,
 891                 .proc_handler   = proc_dointvec,
 892                 .extra1         = &page_table_allocate_pgste_min,
 893                 .extra2         = &page_table_allocate_pgste_max,
 894         },
 895         { }
 896 };
 897
 898 static struct ctl_table page_table_sysctl_dir[] = {
 899         {
 900                 .procname       = "vm",
 901                 .maxlen         = 0,
 902                 .mode           = 0555,
 903                 .child          = page_table_sysctl,
 904         },
 905         { }
 906 };
 907
 908 static int __init page_table_register_sysctl(void)
 909 {
 910         return register_sysctl_table(page_table_sysctl_dir) ? 0 : -ENOMEM;
 911 }
 912 __initcall(page_table_register_sysctl);
 913
 914 #else /* CONFIG_PGSTE */
 915
 916 static inline void gmap_unlink(struct mm_struct *mm, unsigned long *table,
 917                         unsigned long vmaddr)
 918 {
 919 }
 920
 921 #endif /* CONFIG_PGSTE */
 922
 923 static inline unsigned int atomic_xor_bits(atomic_t *v, unsigned int bits)
 924 {
 925         unsigned int old, new;
 926
 927         do {
 928                 old = atomic_read(v);
 929                 new = old ^ bits;
 930         } while (atomic_cmpxchg(v, old, new) != old);
 931         return new;
 932 }
 933
 934 /*
 935  * page table entry allocation/free routines.
 936  */
 937 unsigned long *page_table_alloc(struct mm_struct *mm)
 938 {
 939         unsigned long *table;
 940         struct page *page;
 941         unsigned int mask, bit;
 942
 943         /* Try to get a fragment of a 4K page as a 2K page table */
 944         if (!mm_alloc_pgste(mm)) {
 945                 table = NULL;
 946                 spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
 947                 if (!list_empty(&mm->context.pgtable_list)) {
 948                         page = list_first_entry(&mm->context.pgtable_list,
 949                                                 struct page, lru);
 950                         mask = atomic_read(&page->_mapcount);
 951                         mask = (mask | (mask >> 4)) & 3;
 952                         if (mask != 3) {
 953                                 table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 954                                 bit = mask & 1;         /* =1 -> second 2K */
 955                                 if (bit)
 956                                         table += PTRS_PER_PTE;
 957                                 atomic_xor_bits(&page->_mapcount, 1U << bit);
 958                                 list_del(&page->lru);
 959                         }
 960                 }
 961                 spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
 962                 if (table)
 963                         return table;
 964         }
 965         /* Allocate a fresh page */
 966         page = alloc_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 967         if (!page)
 968                 return NULL;
 969         if (!pgtable_page_ctor(page)) {
 970                 __free_page(page);
 971                 return NULL;
 972         }
 973         /* Initialize page table */
 974         table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 975         if (mm_alloc_pgste(mm)) {
 976                 /* Return 4K page table with PGSTEs */
 977                 atomic_set(&page->_mapcount, 3);
 978                 clear_table(table, _PAGE_INVALID, PAGE_SIZE/2);
 979                 clear_table(table + PTRS_PER_PTE, 0, PAGE_SIZE/2);
 980         } else {
 981                 /* Return the first 2K fragment of the page */
 982                 atomic_set(&page->_mapcount, 1);
 983                 clear_table(table, _PAGE_INVALID, PAGE_SIZE);
 984                 spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
 985                 list_add(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
 986                 spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
 987         }
 988         return table;
 989 }
 990
 991 void page_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
 992 {
 993         struct page *page;
 994         unsigned int bit, mask;
 995
 996         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
 997         if (!mm_alloc_pgste(mm)) {
 998                 /* Free 2K page table fragment of a 4K page */
 999                 bit = (__pa(table) & ~PAGE_MASK)/(PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t));
1000                 spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
1001                 mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, 1U << bit);
1002                 if (mask & 3)
1003                         list_add(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
1004                 else
1005                         list_del(&page->lru);
1006                 spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
1007                 if (mask != 0)
1008                         return;
1009         }
1010
1011         pgtable_page_dtor(page);
1012         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
1013         __free_page(page);
1014 }
1015
1016 void page_table_free_rcu(struct mmu_gather *tlb, unsigned long *table,
1017                          unsigned long vmaddr)
1018 {
1019         struct mm_struct *mm;
1020         struct page *page;
1021         unsigned int bit, mask;
1022
1023         mm = tlb->mm;
1024         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
1025         if (mm_alloc_pgste(mm)) {
1026                 gmap_unlink(mm, table, vmaddr);
1027                 table = (unsigned long *) (__pa(table) | 3);
1028                 tlb_remove_table(tlb, table);
1029                 return;
1030         }
1031         bit = (__pa(table) & ~PAGE_MASK) / (PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t));
1032         spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
1033         mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, 0x11U << bit);
1034         if (mask & 3)
1035                 list_add_tail(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
1036         else
1037                 list_del(&page->lru);
1038         spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
1039         table = (unsigned long *) (__pa(table) | (1U << bit));
1040         tlb_remove_table(tlb, table);
1041 }
1042
1043 static void __tlb_remove_table(void *_table)
1044 {
1045         unsigned int mask = (unsigned long) _table & 3;
1046         void *table = (void *)((unsigned long) _table ^ mask);
1047         struct page *page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
1048
1049         switch (mask) {
1050         case 0:         /* pmd or pud */
1051                 free_pages((unsigned long) table, 2);
1052                 break;
1053         case 1:         /* lower 2K of a 4K page table */
1054         case 2:         /* higher 2K of a 4K page table */
1055                 if (atomic_xor_bits(&page->_mapcount, mask << 4) != 0)
1056                         break;
1057                 /* fallthrough */
1058         case 3:         /* 4K page table with pgstes */
1059                 pgtable_page_dtor(page);
1060                 atomic_set(&page->_mapcount, -1);
1061                 __free_page(page);
1062                 break;
1063         }
1064 }
1065
1066 static void tlb_remove_table_smp_sync(void *arg)
1067 {
1068         /* Simply deliver the interrupt */
1069 }
1070
1071 static void tlb_remove_table_one(void *table)
1072 {
1073         /*
1074          * This isn't an RCU grace period and hence the page-tables cannot be
1075          * assumed to be actually RCU-freed.
1076          *
1077          * It is however sufficient for software page-table walkers that rely
1078          * on IRQ disabling. See the comment near struct mmu_table_batch.
1079          */
1080         smp_call_function(tlb_remove_table_smp_sync, NULL, 1);
1081         __tlb_remove_table(table);
1082 }
1083
1084 static void tlb_remove_table_rcu(struct rcu_head *head)
1085 {
1086         struct mmu_table_batch *batch;
1087         int i;
1088
1089         batch = container_of(head, struct mmu_table_batch, rcu);
1090
1091         for (i = 0; i < batch->nr; i++)
1092                 __tlb_remove_table(batch->tables[i]);
1093
1094         free_page((unsigned long)batch);
1095 }
1096
1097 void tlb_table_flush(struct mmu_gather *tlb)
1098 {
1099         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
1100
1101         if (*batch) {
1102                 call_rcu_sched(&(*batch)->rcu, tlb_remove_table_rcu);
1103                 *batch = NULL;
1104         }
1105 }
1106
1107 void tlb_remove_table(struct mmu_gather *tlb, void *table)
1108 {
1109         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
1110
1111         tlb->mm->context.flush_mm = 1;
1112         if (*batch == NULL) {
1113                 *batch = (struct mmu_table_batch *)
1114                         __get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1115                 if (*batch == NULL) {
1116                         __tlb_flush_mm_lazy(tlb->mm);
1117                         tlb_remove_table_one(table);
1118                         return;
1119                 }
1120                 (*batch)->nr = 0;
1121         }
1122         (*batch)->tables[(*batch)->nr++] = table;
1123         if ((*batch)->nr == MAX_TABLE_BATCH)
1124                 tlb_flush_mmu(tlb);
1125 }
1126
1127 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1128 static inline void thp_split_vma(struct vm_area_struct *vma)
1129 {
1130         unsigned long addr;
1131
1132         for (addr = vma->vm_start; addr < vma->vm_end; addr += PAGE_SIZE)
1133                 follow_page(vma, addr, FOLL_SPLIT);
1134 }
1135
1136 static inline void thp_split_mm(struct mm_struct *mm)
1137 {
1138         struct vm_area_struct *vma;
1139
1140         for (vma = mm->mmap; vma != NULL; vma = vma->vm_next) {
1141                 thp_split_vma(vma);
1142                 vma->vm_flags &= ~VM_HUGEPAGE;
1143                 vma->vm_flags |= VM_NOHUGEPAGE;
1144         }
1145         mm->def_flags |= VM_NOHUGEPAGE;
1146 }
1147 #else
1148 static inline void thp_split_mm(struct mm_struct *mm)
1149 {
1150 }
1151 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1152
1153 /*
1154  * switch on pgstes for its userspace process (for kvm)
1155  */
1156 int s390_enable_sie(void)
1157 {
1158         struct mm_struct *mm = current->mm;
1159
1160         /* Do we have pgstes? if yes, we are done */
1161         if (mm_has_pgste(mm))
1162                 return 0;
1163         /* Fail if the page tables are 2K */
1164         if (!mm_alloc_pgste(mm))
1165                 return -EINVAL;
1166         down_write(&mm->mmap_sem);
1167         mm->context.has_pgste = 1;
1168         /* split thp mappings and disable thp for future mappings */
1169         thp_split_mm(mm);
1170         up_write(&mm->mmap_sem);
1171         return 0;
1172 }
1173 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_enable_sie);
1174
1175 /*
1176  * Enable storage key handling from now on and initialize the storage
1177  * keys with the default key.
1178  */
1179 static int __s390_enable_skey(pte_t *pte, unsigned long addr,
1180                               unsigned long next, struct mm_walk *walk)
1181 {
1182         unsigned long ptev;
1183         pgste_t pgste;
1184
1185         pgste = pgste_get_lock(pte);
1186         /*
1187          * Remove all zero page mappings,
1188          * after establishing a policy to forbid zero page mappings
1189          * following faults for that page will get fresh anonymous pages
1190          */
1191         if (is_zero_pfn(pte_pfn(*pte))) {
1192                 ptep_flush_direct(walk->mm, addr, pte);
1193                 pte_val(*pte) = _PAGE_INVALID;
1194         }
1195         /* Clear storage key */
1196         pgste_val(pgste) &= ~(PGSTE_ACC_BITS | PGSTE_FP_BIT |
1197                               PGSTE_GR_BIT | PGSTE_GC_BIT);
1198         ptev = pte_val(*pte);
1199         if (!(ptev & _PAGE_INVALID) && (ptev & _PAGE_WRITE))
1200                 page_set_storage_key(ptev & PAGE_MASK, PAGE_DEFAULT_KEY, 1);
1201         pgste_set_unlock(pte, pgste);
1202         return 0;
1203 }
1204
1205 int s390_enable_skey(void)
1206 {
1207         struct mm_walk walk = { .pte_entry = __s390_enable_skey };
1208         struct mm_struct *mm = current->mm;
1209         struct vm_area_struct *vma;
1210         int rc = 0;
1211
1212         down_write(&mm->mmap_sem);
1213         if (mm_use_skey(mm))
1214                 goto out_up;
1215
1216         mm->context.use_skey = 1;
1217         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
1218                 if (ksm_madvise(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
1219                                 MADV_UNMERGEABLE, &vma->vm_flags)) {
1220                         mm->context.use_skey = 0;
1221                         rc = -ENOMEM;
1222                         goto out_up;
1223                 }
1224         }
1225         mm->def_flags &= ~VM_MERGEABLE;
1226
1227         walk.mm = mm;
1228         walk_page_range(0, TASK_SIZE, &walk);
1229
1230 out_up:
1231         up_write(&mm->mmap_sem);
1232         return rc;
1233 }
1234 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_enable_skey);
1235
1236 /*
1237  * Reset CMMA state, make all pages stable again.
1238  */
1239 static int __s390_reset_cmma(pte_t *pte, unsigned long addr,
1240                              unsigned long next, struct mm_walk *walk)
1241 {
1242         pgste_t pgste;
1243
1244         pgste = pgste_get_lock(pte);
1245         pgste_val(pgste) &= ~_PGSTE_GPS_USAGE_MASK;
1246         pgste_set_unlock(pte, pgste);
1247         return 0;
1248 }
1249
1250 void s390_reset_cmma(struct mm_struct *mm)
1251 {
1252         struct mm_walk walk = { .pte_entry = __s390_reset_cmma };
1253
1254         down_write(&mm->mmap_sem);
1255         walk.mm = mm;
1256         walk_page_range(0, TASK_SIZE, &walk);
1257         up_write(&mm->mmap_sem);
1258 }
1259 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_reset_cmma);
1260
1261 /*
1262  * Test and reset if a guest page is dirty
1263  */
1264 bool gmap_test_and_clear_dirty(unsigned long address, struct gmap *gmap)
1265 {
1266         pte_t *pte;
1267         spinlock_t *ptl;
1268         bool dirty = false;
1269
1270         pte = get_locked_pte(gmap->mm, address, &ptl);
1271         if (unlikely(!pte))
1272                 return false;
1273
1274         if (ptep_test_and_clear_user_dirty(gmap->mm, address, pte))
1275                 dirty = true;
1276
1277         spin_unlock(ptl);
1278         return dirty;
1279 }
1280 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_test_and_clear_dirty);
1281
1282 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1283 int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1284                            pmd_t *pmdp)
1285 {
1286         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
1287         /* No need to flush TLB
1288          * On s390 reference bits are in storage key and never in TLB */
1289         return pmdp_test_and_clear_young(vma, address, pmdp);
1290 }
1291
1292 int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
1293                           unsigned long address, pmd_t *pmdp,
1294                           pmd_t entry, int dirty)
1295 {
1296         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
1297
1298         entry = pmd_mkyoung(entry);
1299         if (dirty)
1300                 entry = pmd_mkdirty(entry);
1301         if (pmd_same(*pmdp, entry))
1302                 return 0;
1303         pmdp_invalidate(vma, address, pmdp);
1304         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmdp, entry);
1305         return 1;
1306 }
1307
1308 static void pmdp_splitting_flush_sync(void *arg)
1309 {
1310         /* Simply deliver the interrupt */
1311 }
1312
1313 void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1314                           pmd_t *pmdp)
1315 {
1316         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
1317         if (!test_and_set_bit(_SEGMENT_ENTRY_SPLIT_BIT,
1318                               (unsigned long *) pmdp)) {
1319                 /* need to serialize against gup-fast (IRQ disabled) */
1320                 smp_call_function(pmdp_splitting_flush_sync, NULL, 1);
1321         }
1322 }
1323
1324 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
1325                                 pgtable_t pgtable)
1326 {
1327         struct list_head *lh = (struct list_head *) pgtable;
1328
1329         assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp));
1330
1331         /* FIFO */
1332         if (!pmd_huge_pte(mm, pmdp))
1333                 INIT_LIST_HEAD(lh);
1334         else
1335                 list_add(lh, (struct list_head *) pmd_huge_pte(mm, pmdp));
1336         pmd_huge_pte(mm, pmdp) = pgtable;
1337 }
1338
1339 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp)
1340 {
1341         struct list_head *lh;
1342         pgtable_t pgtable;
1343         pte_t *ptep;
1344
1345         assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp));
1346
1347         /* FIFO */
1348         pgtable = pmd_huge_pte(mm, pmdp);
1349         lh = (struct list_head *) pgtable;
1350         if (list_empty(lh))
1351                 pmd_huge_pte(mm, pmdp) = NULL;
1352         else {
1353                 pmd_huge_pte(mm, pmdp) = (pgtable_t) lh->next;
1354                 list_del(lh);
1355         }
1356         ptep = (pte_t *) pgtable;
1357         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1358         ptep++;
1359         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID;
1360         return pgtable;
1361 }
1362 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */