arch/s390/mm/pgtable.c

   1 /*
   2  *    Copyright IBM Corp. 2007,2009
   3  *    Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
   4  */
   5
   6 #include <linux/sched.h>
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/errno.h>
   9 #include <linux/gfp.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/smp.h>
  13 #include <linux/highmem.h>
  14 #include <linux/pagemap.h>
  15 #include <linux/spinlock.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/quicklist.h>
  18 #include <linux/rcupdate.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20
  21 #include <asm/system.h>
  22 #include <asm/pgtable.h>
  23 #include <asm/pgalloc.h>
  24 #include <asm/tlb.h>
  25 #include <asm/tlbflush.h>
  26 #include <asm/mmu_context.h>
  27
  28 #ifndef CONFIG_64BIT
  29 #define ALLOC_ORDER     1
  30 #define FRAG_MASK       0x0f
  31 #else
  32 #define ALLOC_ORDER     2
  33 #define FRAG_MASK       0x03
  34 #endif
  35
  36 unsigned long VMALLOC_START = VMALLOC_END - VMALLOC_SIZE;
  37 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_START);
  38
  39 static int __init parse_vmalloc(char *arg)
  40 {
  41         if (!arg)
  42                 return -EINVAL;
  43         VMALLOC_START = (VMALLOC_END - memparse(arg, &arg)) & PAGE_MASK;
  44         return 0;
  45 }
  46 early_param("vmalloc", parse_vmalloc);
  47
  48 unsigned long *crst_table_alloc(struct mm_struct *mm)
  49 {
  50         struct page *page = alloc_pages(GFP_KERNEL, ALLOC_ORDER);
  51
  52         if (!page)
  53                 return NULL;
  54         return (unsigned long *) page_to_phys(page);
  55 }
  56
  57 void crst_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
  58 {
  59         free_pages((unsigned long) table, ALLOC_ORDER);
  60 }
  61
  62 #ifdef CONFIG_64BIT
  63 int crst_table_upgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
  64 {
  65         unsigned long *table, *pgd;
  66         unsigned long entry;
  67
  68         BUG_ON(limit > (1UL << 53));
  69 repeat:
  70         table = crst_table_alloc(mm);
  71         if (!table)
  72                 return -ENOMEM;
  73         spin_lock_bh(&mm->page_table_lock);
  74         if (mm->context.asce_limit < limit) {
  75                 pgd = (unsigned long *) mm->pgd;
  76                 if (mm->context.asce_limit <= (1UL << 31)) {
  77                         entry = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
  78                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
  79                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
  80                                                 _ASCE_USER_BITS |
  81                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
  82                 } else {
  83                         entry = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
  84                         mm->context.asce_limit = 1UL << 53;
  85                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
  86                                                 _ASCE_USER_BITS |
  87                                                 _ASCE_TYPE_REGION2;
  88                 }
  89                 crst_table_init(table, entry);
  90                 pgd_populate(mm, (pgd_t *) table, (pud_t *) pgd);
  91                 mm->pgd = (pgd_t *) table;
  92                 mm->task_size = mm->context.asce_limit;
  93                 table = NULL;
  94         }
  95         spin_unlock_bh(&mm->page_table_lock);
  96         if (table)
  97                 crst_table_free(mm, table);
  98         if (mm->context.asce_limit < limit)
  99                 goto repeat;
 100         update_mm(mm, current);
 101         return 0;
 102 }
 103
 104 void crst_table_downgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
 105 {
 106         pgd_t *pgd;
 107
 108         if (mm->context.asce_limit <= limit)
 109                 return;
 110         __tlb_flush_mm(mm);
 111         while (mm->context.asce_limit > limit) {
 112                 pgd = mm->pgd;
 113                 switch (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) {
 114                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R2:
 115                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
 116                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
 117                                                 _ASCE_USER_BITS |
 118                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
 119                         break;
 120                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R3:
 121                         mm->context.asce_limit = 1UL << 31;
 122                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
 123                                                 _ASCE_USER_BITS |
 124                                                 _ASCE_TYPE_SEGMENT;
 125                         break;
 126                 default:
 127                         BUG();
 128                 }
 129                 mm->pgd = (pgd_t *) (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 130                 mm->task_size = mm->context.asce_limit;
 131                 crst_table_free(mm, (unsigned long *) pgd);
 132         }
 133         update_mm(mm, current);
 134 }
 135 #endif
 136
 137 #ifdef CONFIG_PGSTE
 138
 139 /**
 140  * gmap_alloc - allocate a guest address space
 141  * @mm: pointer to the parent mm_struct
 142  *
 143  * Returns a guest address space structure.
 144  */
 145 struct gmap *gmap_alloc(struct mm_struct *mm)
 146 {
 147         struct gmap *gmap;
 148         struct page *page;
 149         unsigned long *table;
 150
 151         gmap = kzalloc(sizeof(struct gmap), GFP_KERNEL);
 152         if (!gmap)
 153                 goto out;
 154         INIT_LIST_HEAD(&gmap->crst_list);
 155         gmap->mm = mm;
 156         page = alloc_pages(GFP_KERNEL, ALLOC_ORDER);
 157         if (!page)
 158                 goto out_free;
 159         list_add(&page->lru, &gmap->crst_list);
 160         table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 161         crst_table_init(table, _REGION1_ENTRY_EMPTY);
 162         gmap->table = table;
 163         list_add(&gmap->list, &mm->context.gmap_list);
 164         return gmap;
 165
 166 out_free:
 167         kfree(gmap);
 168 out:
 169         return NULL;
 170 }
 171 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_alloc);
 172
 173 static int gmap_unlink_segment(struct gmap *gmap, unsigned long *table)
 174 {
 175         struct gmap_pgtable *mp;
 176         struct gmap_rmap *rmap;
 177         struct page *page;
 178
 179         if (*table & _SEGMENT_ENTRY_INV)
 180                 return 0;
 181         page = pfn_to_page(*table >> PAGE_SHIFT);
 182         mp = (struct gmap_pgtable *) page->index;
 183         list_for_each_entry(rmap, &mp->mapper, list) {
 184                 if (rmap->entry != table)
 185                         continue;
 186                 list_del(&rmap->list);
 187                 kfree(rmap);
 188                 break;
 189         }
 190         *table = _SEGMENT_ENTRY_INV | _SEGMENT_ENTRY_RO | mp->vmaddr;
 191         return 1;
 192 }
 193
 194 static void gmap_flush_tlb(struct gmap *gmap)
 195 {
 196         if (MACHINE_HAS_IDTE)
 197                 __tlb_flush_idte((unsigned long) gmap->table |
 198                                  _ASCE_TYPE_REGION1);
 199         else
 200                 __tlb_flush_global();
 201 }
 202
 203 /**
 204  * gmap_free - free a guest address space
 205  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 206  */
 207 void gmap_free(struct gmap *gmap)
 208 {
 209         struct page *page, *next;
 210         unsigned long *table;
 211         int i;
 212
 213
 214         /* Flush tlb. */
 215         if (MACHINE_HAS_IDTE)
 216                 __tlb_flush_idte((unsigned long) gmap->table |
 217                                  _ASCE_TYPE_REGION1);
 218         else
 219                 __tlb_flush_global();
 220
 221         /* Free all segment & region tables. */
 222         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 223         list_for_each_entry_safe(page, next, &gmap->crst_list, lru) {
 224                 table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 225                 if ((*table & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == 0)
 226                         /* Remove gmap rmap structures for segment table. */
 227                         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++, table++)
 228                                 gmap_unlink_segment(gmap, table);
 229                 __free_pages(page, ALLOC_ORDER);
 230         }
 231         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 232         list_del(&gmap->list);
 233         kfree(gmap);
 234 }
 235 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_free);
 236
 237 /**
 238  * gmap_enable - switch primary space to the guest address space
 239  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 240  */
 241 void gmap_enable(struct gmap *gmap)
 242 {
 243         /* Load primary space page table origin. */
 244         S390_lowcore.user_asce = _ASCE_TYPE_REGION1 | _ASCE_TABLE_LENGTH |
 245                                  _ASCE_USER_BITS | __pa(gmap->table);
 246         asm volatile("lctlg 1,1,%0\n" : : "m" (S390_lowcore.user_asce) );
 247         S390_lowcore.gmap = (unsigned long) gmap;
 248 }
 249 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_enable);
 250
 251 /**
 252  * gmap_disable - switch back to the standard primary address space
 253  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 254  */
 255 void gmap_disable(struct gmap *gmap)
 256 {
 257         /* Load primary space page table origin. */
 258         S390_lowcore.user_asce =
 259                 gmap->mm->context.asce_bits | __pa(gmap->mm->pgd);
 260         asm volatile("lctlg 1,1,%0\n" : : "m" (S390_lowcore.user_asce) );
 261         S390_lowcore.gmap = 0UL;
 262 }
 263 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_disable);
 264
 265 static int gmap_alloc_table(struct gmap *gmap,
 266                                unsigned long *table, unsigned long init)
 267 {
 268         struct page *page;
 269         unsigned long *new;
 270
 271         page = alloc_pages(GFP_KERNEL, ALLOC_ORDER);
 272         if (!page)
 273                 return -ENOMEM;
 274         new = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 275         crst_table_init(new, init);
 276         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 277         if (*table & _REGION_ENTRY_INV) {
 278                 list_add(&page->lru, &gmap->crst_list);
 279                 *table = (unsigned long) new | _REGION_ENTRY_LENGTH |
 280                         (*table & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK);
 281         } else
 282                 __free_pages(page, ALLOC_ORDER);
 283         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 284         return 0;
 285 }
 286
 287 /**
 288  * gmap_unmap_segment - unmap segment from the guest address space
 289  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 290  * @addr: address in the guest address space
 291  * @len: length of the memory area to unmap
 292  *
 293  * Returns 0 if the unmap succeded, -EINVAL if not.
 294  */
 295 int gmap_unmap_segment(struct gmap *gmap, unsigned long to, unsigned long len)
 296 {
 297         unsigned long *table;
 298         unsigned long off;
 299         int flush;
 300
 301         if ((to | len) & (PMD_SIZE - 1))
 302                 return -EINVAL;
 303         if (len == 0 || to + len < to)
 304                 return -EINVAL;
 305
 306         flush = 0;
 307         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 308         for (off = 0; off < len; off += PMD_SIZE) {
 309                 /* Walk the guest addr space page table */
 310                 table = gmap->table + (((to + off) >> 53) & 0x7ff);
 311                 if (*table & _REGION_ENTRY_INV)
 312                         return 0;
 313                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 314                 table = table + (((to + off) >> 42) & 0x7ff);
 315                 if (*table & _REGION_ENTRY_INV)
 316                         return 0;
 317                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 318                 table = table + (((to + off) >> 31) & 0x7ff);
 319                 if (*table & _REGION_ENTRY_INV)
 320                         return 0;
 321                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 322                 table = table + (((to + off) >> 20) & 0x7ff);
 323
 324                 /* Clear segment table entry in guest address space. */
 325                 flush |= gmap_unlink_segment(gmap, table);
 326                 *table = _SEGMENT_ENTRY_INV;
 327         }
 328         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 329         if (flush)
 330                 gmap_flush_tlb(gmap);
 331         return 0;
 332 }
 333 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_unmap_segment);
 334
 335 /**
 336  * gmap_mmap_segment - map a segment to the guest address space
 337  * @gmap: pointer to the guest address space structure
 338  * @from: source address in the parent address space
 339  * @to: target address in the guest address space
 340  *
 341  * Returns 0 if the mmap succeded, -EINVAL or -ENOMEM if not.
 342  */
 343 int gmap_map_segment(struct gmap *gmap, unsigned long from,
 344                      unsigned long to, unsigned long len)
 345 {
 346         unsigned long *table;
 347         unsigned long off;
 348         int flush;
 349
 350         if ((from | to | len) & (PMD_SIZE - 1))
 351                 return -EINVAL;
 352         if (len == 0 || from + len > PGDIR_SIZE ||
 353             from + len < from || to + len < to)
 354                 return -EINVAL;
 355
 356         flush = 0;
 357         down_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 358         for (off = 0; off < len; off += PMD_SIZE) {
 359                 /* Walk the gmap address space page table */
 360                 table = gmap->table + (((to + off) >> 53) & 0x7ff);
 361                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INV) &&
 362                     gmap_alloc_table(gmap, table, _REGION2_ENTRY_EMPTY))
 363                         goto out_unmap;
 364                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 365                 table = table + (((to + off) >> 42) & 0x7ff);
 366                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INV) &&
 367                     gmap_alloc_table(gmap, table, _REGION3_ENTRY_EMPTY))
 368                         goto out_unmap;
 369                 table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 370                 table = table + (((to + off) >> 31) & 0x7ff);
 371                 if ((*table & _REGION_ENTRY_INV) &&
 372                     gmap_alloc_table(gmap, table, _SEGMENT_ENTRY_EMPTY))
 373                         goto out_unmap;
 374                 table = (unsigned long *) (*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 375                 table = table + (((to + off) >> 20) & 0x7ff);
 376
 377                 /* Store 'from' address in an invalid segment table entry. */
 378                 flush |= gmap_unlink_segment(gmap, table);
 379                 *table = _SEGMENT_ENTRY_INV | _SEGMENT_ENTRY_RO | (from + off);
 380         }
 381         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 382         if (flush)
 383                 gmap_flush_tlb(gmap);
 384         return 0;
 385
 386 out_unmap:
 387         up_read(&gmap->mm->mmap_sem);
 388         gmap_unmap_segment(gmap, to, len);
 389         return -ENOMEM;
 390 }
 391 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_map_segment);
 392
 393 unsigned long gmap_fault(unsigned long address, struct gmap *gmap)
 394 {
 395         unsigned long *table, vmaddr, segment;
 396         struct mm_struct *mm;
 397         struct gmap_pgtable *mp;
 398         struct gmap_rmap *rmap;
 399         struct vm_area_struct *vma;
 400         struct page *page;
 401         pgd_t *pgd;
 402         pud_t *pud;
 403         pmd_t *pmd;
 404
 405         current->thread.gmap_addr = address;
 406         mm = gmap->mm;
 407         /* Walk the gmap address space page table */
 408         table = gmap->table + ((address >> 53) & 0x7ff);
 409         if (unlikely(*table & _REGION_ENTRY_INV))
 410                 return -EFAULT;
 411         table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 412         table = table + ((address >> 42) & 0x7ff);
 413         if (unlikely(*table & _REGION_ENTRY_INV))
 414                 return -EFAULT;
 415         table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 416         table = table + ((address >> 31) & 0x7ff);
 417         if (unlikely(*table & _REGION_ENTRY_INV))
 418                 return -EFAULT;
 419         table = (unsigned long *)(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 420         table = table + ((address >> 20) & 0x7ff);
 421
 422         /* Convert the gmap address to an mm address. */
 423         segment = *table;
 424         if (likely(!(segment & _SEGMENT_ENTRY_INV))) {
 425                 page = pfn_to_page(segment >> PAGE_SHIFT);
 426                 mp = (struct gmap_pgtable *) page->index;
 427                 return mp->vmaddr | (address & ~PMD_MASK);
 428         } else if (segment & _SEGMENT_ENTRY_RO) {
 429                 vmaddr = segment & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN;
 430                 vma = find_vma(mm, vmaddr);
 431                 if (!vma || vma->vm_start > vmaddr)
 432                         return -EFAULT;
 433
 434                 /* Walk the parent mm page table */
 435                 pgd = pgd_offset(mm, vmaddr);
 436                 pud = pud_alloc(mm, pgd, vmaddr);
 437                 if (!pud)
 438                         return -ENOMEM;
 439                 pmd = pmd_alloc(mm, pud, vmaddr);
 440                 if (!pmd)
 441                         return -ENOMEM;
 442                 if (!pmd_present(*pmd) &&
 443                     __pte_alloc(mm, vma, pmd, vmaddr))
 444                         return -ENOMEM;
 445                 /* pmd now points to a valid segment table entry. */
 446                 rmap = kmalloc(sizeof(*rmap), GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 447                 if (!rmap)
 448                         return -ENOMEM;
 449                 /* Link gmap segment table entry location to page table. */
 450                 page = pmd_page(*pmd);
 451                 mp = (struct gmap_pgtable *) page->index;
 452                 rmap->entry = table;
 453                 list_add(&rmap->list, &mp->mapper);
 454                 /* Set gmap segment table entry to page table. */
 455                 *table = pmd_val(*pmd) & PAGE_MASK;
 456                 return vmaddr | (address & ~PMD_MASK);
 457         }
 458         return -EFAULT;
 459
 460 }
 461 EXPORT_SYMBOL_GPL(gmap_fault);
 462
 463 void gmap_unmap_notifier(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
 464 {
 465         struct gmap_rmap *rmap, *next;
 466         struct gmap_pgtable *mp;
 467         struct page *page;
 468         int flush;
 469
 470         flush = 0;
 471         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 472         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
 473         mp = (struct gmap_pgtable *) page->index;
 474         list_for_each_entry_safe(rmap, next, &mp->mapper, list) {
 475                 *rmap->entry =
 476                         _SEGMENT_ENTRY_INV | _SEGMENT_ENTRY_RO | mp->vmaddr;
 477                 list_del(&rmap->list);
 478                 kfree(rmap);
 479                 flush = 1;
 480         }
 481         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 482         if (flush)
 483                 __tlb_flush_global();
 484 }
 485
 486 static inline unsigned long *page_table_alloc_pgste(struct mm_struct *mm,
 487                                                     unsigned long vmaddr)
 488 {
 489         struct page *page;
 490         unsigned long *table;
 491         struct gmap_pgtable *mp;
 492
 493         page = alloc_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 494         if (!page)
 495                 return NULL;
 496         mp = kmalloc(sizeof(*mp), GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 497         if (!mp) {
 498                 __free_page(page);
 499                 return NULL;
 500         }
 501         pgtable_page_ctor(page);
 502         mp->vmaddr = vmaddr & PMD_MASK;
 503         INIT_LIST_HEAD(&mp->mapper);
 504         page->index = (unsigned long) mp;
 505         atomic_set(&page->_mapcount, 3);
 506         table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 507         clear_table(table, _PAGE_TYPE_EMPTY, PAGE_SIZE/2);
 508         clear_table(table + PTRS_PER_PTE, 0, PAGE_SIZE/2);
 509         return table;
 510 }
 511
 512 static inline void page_table_free_pgste(unsigned long *table)
 513 {
 514         struct page *page;
 515         struct gmap_pgtable *mp;
 516
 517         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
 518         mp = (struct gmap_pgtable *) page->index;
 519         BUG_ON(!list_empty(&mp->mapper));
 520         pgtable_page_ctor(page);
 521         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
 522         kfree(mp);
 523         __free_page(page);
 524 }
 525
 526 #else /* CONFIG_PGSTE */
 527
 528 static inline unsigned long *page_table_alloc_pgste(struct mm_struct *mm,
 529                                                     unsigned long vmaddr)
 530 {
 531 }
 532
 533 static inline void page_table_free_pgste(unsigned long *table)
 534 {
 535 }
 536
 537 static inline void gmap_unmap_notifier(struct mm_struct *mm,
 538                                           unsigned long *table)
 539 {
 540 }
 541
 542 #endif /* CONFIG_PGSTE */
 543
 544 static inline unsigned int atomic_xor_bits(atomic_t *v, unsigned int bits)
 545 {
 546         unsigned int old, new;
 547
 548         do {
 549                 old = atomic_read(v);
 550                 new = old ^ bits;
 551         } while (atomic_cmpxchg(v, old, new) != old);
 552         return new;
 553 }
 554
 555 /*
 556  * page table entry allocation/free routines.
 557  */
 558 unsigned long *page_table_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr)
 559 {
 560         struct page *page;
 561         unsigned long *table;
 562         unsigned int mask, bit;
 563
 564         if (mm_has_pgste(mm))
 565                 return page_table_alloc_pgste(mm, vmaddr);
 566         /* Allocate fragments of a 4K page as 1K/2K page table */
 567         spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
 568         mask = FRAG_MASK;
 569         if (!list_empty(&mm->context.pgtable_list)) {
 570                 page = list_first_entry(&mm->context.pgtable_list,
 571                                         struct page, lru);
 572                 table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 573                 mask = atomic_read(&page->_mapcount);
 574                 mask = mask | (mask >> 4);
 575         }
 576         if ((mask & FRAG_MASK) == FRAG_MASK) {
 577                 spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
 578                 page = alloc_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 579                 if (!page)
 580                         return NULL;
 581                 pgtable_page_ctor(page);
 582                 atomic_set(&page->_mapcount, 1);
 583                 table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
 584                 clear_table(table, _PAGE_TYPE_EMPTY, PAGE_SIZE);
 585                 spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
 586                 list_add(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
 587         } else {
 588                 for (bit = 1; mask & bit; bit <<= 1)
 589                         table += PTRS_PER_PTE;
 590                 mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, bit);
 591                 if ((mask & FRAG_MASK) == FRAG_MASK)
 592                         list_del(&page->lru);
 593         }
 594         spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
 595         return table;
 596 }
 597
 598 void page_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
 599 {
 600         struct page *page;
 601         unsigned int bit, mask;
 602
 603         if (mm_has_pgste(mm)) {
 604                 gmap_unmap_notifier(mm, table);
 605                 return page_table_free_pgste(table);
 606         }
 607         /* Free 1K/2K page table fragment of a 4K page */
 608         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
 609         bit = 1 << ((__pa(table) & ~PAGE_MASK)/(PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t)));
 610         spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
 611         if ((atomic_read(&page->_mapcount) & FRAG_MASK) != FRAG_MASK)
 612                 list_del(&page->lru);
 613         mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, bit);
 614         if (mask & FRAG_MASK)
 615                 list_add(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
 616         spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
 617         if (mask == 0) {
 618                 pgtable_page_dtor(page);
 619                 atomic_set(&page->_mapcount, -1);
 620                 __free_page(page);
 621         }
 622 }
 623
 624 #ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
 625
 626 static void __page_table_free_rcu(void *table, unsigned bit)
 627 {
 628         struct page *page;
 629
 630         if (bit == FRAG_MASK)
 631                 return page_table_free_pgste(table);
 632         /* Free 1K/2K page table fragment of a 4K page */
 633         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
 634         if (atomic_xor_bits(&page->_mapcount, bit) == 0) {
 635                 pgtable_page_dtor(page);
 636                 atomic_set(&page->_mapcount, -1);
 637                 __free_page(page);
 638         }
 639 }
 640
 641 void page_table_free_rcu(struct mmu_gather *tlb, unsigned long *table)
 642 {
 643         struct mm_struct *mm;
 644         struct page *page;
 645         unsigned int bit, mask;
 646
 647         mm = tlb->mm;
 648         if (mm_has_pgste(mm)) {
 649                 gmap_unmap_notifier(mm, table);
 650                 table = (unsigned long *) (__pa(table) | FRAG_MASK);
 651                 tlb_remove_table(tlb, table);
 652                 return;
 653         }
 654         bit = 1 << ((__pa(table) & ~PAGE_MASK) / (PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t)));
 655         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
 656         spin_lock_bh(&mm->context.list_lock);
 657         if ((atomic_read(&page->_mapcount) & FRAG_MASK) != FRAG_MASK)
 658                 list_del(&page->lru);
 659         mask = atomic_xor_bits(&page->_mapcount, bit | (bit << 4));
 660         if (mask & FRAG_MASK)
 661                 list_add_tail(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
 662         spin_unlock_bh(&mm->context.list_lock);
 663         table = (unsigned long *) (__pa(table) | (bit << 4));
 664         tlb_remove_table(tlb, table);
 665 }
 666
 667 void __tlb_remove_table(void *_table)
 668 {
 669         void *table = (void *)((unsigned long) _table & PAGE_MASK);
 670         unsigned type = (unsigned long) _table & ~PAGE_MASK;
 671
 672         if (type)
 673                 __page_table_free_rcu(table, type);
 674         else
 675                 free_pages((unsigned long) table, ALLOC_ORDER);
 676 }
 677
 678 #endif
 679
 680 /*
 681  * switch on pgstes for its userspace process (for kvm)
 682  */
 683 int s390_enable_sie(void)
 684 {
 685         struct task_struct *tsk = current;
 686         struct mm_struct *mm, *old_mm;
 687
 688         /* Do we have switched amode? If no, we cannot do sie */
 689         if (user_mode == HOME_SPACE_MODE)
 690                 return -EINVAL;
 691
 692         /* Do we have pgstes? if yes, we are done */
 693         if (mm_has_pgste(tsk->mm))
 694                 return 0;
 695
 696         /* lets check if we are allowed to replace the mm */
 697         task_lock(tsk);
 698         if (!tsk->mm || atomic_read(&tsk->mm->mm_users) > 1 ||
 699 #ifdef CONFIG_AIO
 700             !hlist_empty(&tsk->mm->ioctx_list) ||
 701 #endif
 702             tsk->mm != tsk->active_mm) {
 703                 task_unlock(tsk);
 704                 return -EINVAL;
 705         }
 706         task_unlock(tsk);
 707
 708         /* we copy the mm and let dup_mm create the page tables with_pgstes */
 709         tsk->mm->context.alloc_pgste = 1;
 710         mm = dup_mm(tsk);
 711         tsk->mm->context.alloc_pgste = 0;
 712         if (!mm)
 713                 return -ENOMEM;
 714
 715         /* Now lets check again if something happened */
 716         task_lock(tsk);
 717         if (!tsk->mm || atomic_read(&tsk->mm->mm_users) > 1 ||
 718 #ifdef CONFIG_AIO
 719             !hlist_empty(&tsk->mm->ioctx_list) ||
 720 #endif
 721             tsk->mm != tsk->active_mm) {
 722                 mmput(mm);
 723                 task_unlock(tsk);
 724                 return -EINVAL;
 725         }
 726
 727         /* ok, we are alone. No ptrace, no threads, etc. */
 728         old_mm = tsk->mm;
 729         tsk->mm = tsk->active_mm = mm;
 730         preempt_disable();
 731         update_mm(mm, tsk);
 732         atomic_inc(&mm->context.attach_count);
 733         atomic_dec(&old_mm->context.attach_count);
 734         cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), mm_cpumask(mm));
 735         preempt_enable();
 736         task_unlock(tsk);
 737         mmput(old_mm);
 738         return 0;
 739 }
 740 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_enable_sie);
 741
 742 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) && defined(CONFIG_HIBERNATION)
 743 bool kernel_page_present(struct page *page)
 744 {
 745         unsigned long addr;
 746         int cc;
 747
 748         addr = page_to_phys(page);
 749         asm volatile(
 750                 "       lra     %1,0(%1)\n"
 751                 "       ipm     %0\n"
 752                 "       srl     %0,28"
 753                 : "=d" (cc), "+a" (addr) : : "cc");
 754         return cc == 0;
 755 }
 756 #endif /* CONFIG_HIBERNATION && CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */