m68k: Kill several external declarations in source files
[linux-2.6.git] / arch / s390 / mm / pgtable.c
1 /*
2  *  arch/s390/mm/pgtable.c
3  *
4  *    Copyright IBM Corp. 2007
5  *    Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
6  */
7
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/errno.h>
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/smp.h>
14 #include <linux/highmem.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/pagemap.h>
17 #include <linux/spinlock.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/quicklist.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 TABLES_PER_PAGE 4
31 #define FRAG_MASK       15UL
32 #define SECOND_HALVES   10UL
33
34 void clear_table_pgstes(unsigned long *table)
35 {
36         clear_table(table, _PAGE_TYPE_EMPTY, PAGE_SIZE/4);
37         memset(table + 256, 0, PAGE_SIZE/4);
38         clear_table(table + 512, _PAGE_TYPE_EMPTY, PAGE_SIZE/4);
39         memset(table + 768, 0, PAGE_SIZE/4);
40 }
41
42 #else
43 #define ALLOC_ORDER     2
44 #define TABLES_PER_PAGE 2
45 #define FRAG_MASK       3UL
46 #define SECOND_HALVES   2UL
47
48 void clear_table_pgstes(unsigned long *table)
49 {
50         clear_table(table, _PAGE_TYPE_EMPTY, PAGE_SIZE/2);
51         memset(table + 256, 0, PAGE_SIZE/2);
52 }
53
54 #endif
55
56 unsigned long *crst_table_alloc(struct mm_struct *mm, int noexec)
57 {
58         struct page *page = alloc_pages(GFP_KERNEL, ALLOC_ORDER);
59
60         if (!page)
61                 return NULL;
62         page->index = 0;
63         if (noexec) {
64                 struct page *shadow = alloc_pages(GFP_KERNEL, ALLOC_ORDER);
65                 if (!shadow) {
66                         __free_pages(page, ALLOC_ORDER);
67                         return NULL;
68                 }
69                 page->index = page_to_phys(shadow);
70         }
71         spin_lock(&mm->page_table_lock);
72         list_add(&page->lru, &mm->context.crst_list);
73         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
74         return (unsigned long *) page_to_phys(page);
75 }
76
77 void crst_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
78 {
79         unsigned long *shadow = get_shadow_table(table);
80         struct page *page = virt_to_page(table);
81
82         spin_lock(&mm->page_table_lock);
83         list_del(&page->lru);
84         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
85         if (shadow)
86                 free_pages((unsigned long) shadow, ALLOC_ORDER);
87         free_pages((unsigned long) table, ALLOC_ORDER);
88 }
89
90 #ifdef CONFIG_64BIT
91 int crst_table_upgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
92 {
93         unsigned long *table, *pgd;
94         unsigned long entry;
95
96         BUG_ON(limit > (1UL << 53));
97 repeat:
98         table = crst_table_alloc(mm, mm->context.noexec);
99         if (!table)
100                 return -ENOMEM;
101         spin_lock(&mm->page_table_lock);
102         if (mm->context.asce_limit < limit) {
103                 pgd = (unsigned long *) mm->pgd;
104                 if (mm->context.asce_limit <= (1UL << 31)) {
105                         entry = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
106                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
107                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
108                                                 _ASCE_USER_BITS |
109                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
110                 } else {
111                         entry = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
112                         mm->context.asce_limit = 1UL << 53;
113                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
114                                                 _ASCE_USER_BITS |
115                                                 _ASCE_TYPE_REGION2;
116                 }
117                 crst_table_init(table, entry);
118                 pgd_populate(mm, (pgd_t *) table, (pud_t *) pgd);
119                 mm->pgd = (pgd_t *) table;
120                 table = NULL;
121         }
122         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
123         if (table)
124                 crst_table_free(mm, table);
125         if (mm->context.asce_limit < limit)
126                 goto repeat;
127         update_mm(mm, current);
128         return 0;
129 }
130
131 void crst_table_downgrade(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
132 {
133         pgd_t *pgd;
134
135         if (mm->context.asce_limit <= limit)
136                 return;
137         __tlb_flush_mm(mm);
138         while (mm->context.asce_limit > limit) {
139                 pgd = mm->pgd;
140                 switch (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) {
141                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R2:
142                         mm->context.asce_limit = 1UL << 42;
143                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
144                                                 _ASCE_USER_BITS |
145                                                 _ASCE_TYPE_REGION3;
146                         break;
147                 case _REGION_ENTRY_TYPE_R3:
148                         mm->context.asce_limit = 1UL << 31;
149                         mm->context.asce_bits = _ASCE_TABLE_LENGTH |
150                                                 _ASCE_USER_BITS |
151                                                 _ASCE_TYPE_SEGMENT;
152                         break;
153                 default:
154                         BUG();
155                 }
156                 mm->pgd = (pgd_t *) (pgd_val(*pgd) & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
157                 crst_table_free(mm, (unsigned long *) pgd);
158         }
159         update_mm(mm, current);
160 }
161 #endif
162
163 /*
164  * page table entry allocation/free routines.
165  */
166 unsigned long *page_table_alloc(struct mm_struct *mm)
167 {
168         struct page *page;
169         unsigned long *table;
170         unsigned long bits;
171
172         bits = (mm->context.noexec || mm->context.has_pgste) ? 3UL : 1UL;
173         spin_lock(&mm->page_table_lock);
174         page = NULL;
175         if (!list_empty(&mm->context.pgtable_list)) {
176                 page = list_first_entry(&mm->context.pgtable_list,
177                                         struct page, lru);
178                 if ((page->flags & FRAG_MASK) == ((1UL << TABLES_PER_PAGE) - 1))
179                         page = NULL;
180         }
181         if (!page) {
182                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
183                 page = alloc_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
184                 if (!page)
185                         return NULL;
186                 pgtable_page_ctor(page);
187                 page->flags &= ~FRAG_MASK;
188                 table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
189                 if (mm->context.has_pgste)
190                         clear_table_pgstes(table);
191                 else
192                         clear_table(table, _PAGE_TYPE_EMPTY, PAGE_SIZE);
193                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
194                 list_add(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
195         }
196         table = (unsigned long *) page_to_phys(page);
197         while (page->flags & bits) {
198                 table += 256;
199                 bits <<= 1;
200         }
201         page->flags |= bits;
202         if ((page->flags & FRAG_MASK) == ((1UL << TABLES_PER_PAGE) - 1))
203                 list_move_tail(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
204         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
205         return table;
206 }
207
208 void page_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table)
209 {
210         struct page *page;
211         unsigned long bits;
212
213         bits = (mm->context.noexec || mm->context.has_pgste) ? 3UL : 1UL;
214         bits <<= (__pa(table) & (PAGE_SIZE - 1)) / 256 / sizeof(unsigned long);
215         page = pfn_to_page(__pa(table) >> PAGE_SHIFT);
216         spin_lock(&mm->page_table_lock);
217         page->flags ^= bits;
218         if (page->flags & FRAG_MASK) {
219                 /* Page now has some free pgtable fragments. */
220                 list_move(&page->lru, &mm->context.pgtable_list);
221                 page = NULL;
222         } else
223                 /* All fragments of the 4K page have been freed. */
224                 list_del(&page->lru);
225         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
226         if (page) {
227                 pgtable_page_dtor(page);
228                 __free_page(page);
229         }
230 }
231
232 void disable_noexec(struct mm_struct *mm, struct task_struct *tsk)
233 {
234         struct page *page;
235
236         spin_lock(&mm->page_table_lock);
237         /* Free shadow region and segment tables. */
238         list_for_each_entry(page, &mm->context.crst_list, lru)
239                 if (page->index) {
240                         free_pages((unsigned long) page->index, ALLOC_ORDER);
241                         page->index = 0;
242                 }
243         /* "Free" second halves of page tables. */
244         list_for_each_entry(page, &mm->context.pgtable_list, lru)
245                 page->flags &= ~SECOND_HALVES;
246         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
247         mm->context.noexec = 0;
248         update_mm(mm, tsk);
249 }
250
251 /*
252  * switch on pgstes for its userspace process (for kvm)
253  */
254 int s390_enable_sie(void)
255 {
256         struct task_struct *tsk = current;
257         struct mm_struct *mm, *old_mm;
258
259         /* Do we have pgstes? if yes, we are done */
260         if (tsk->mm->context.has_pgste)
261                 return 0;
262
263         /* lets check if we are allowed to replace the mm */
264         task_lock(tsk);
265         if (!tsk->mm || atomic_read(&tsk->mm->mm_users) > 1 ||
266             tsk->mm != tsk->active_mm || !hlist_empty(&tsk->mm->ioctx_list)) {
267                 task_unlock(tsk);
268                 return -EINVAL;
269         }
270         task_unlock(tsk);
271
272         /* we copy the mm and let dup_mm create the page tables with_pgstes */
273         tsk->mm->context.alloc_pgste = 1;
274         mm = dup_mm(tsk);
275         tsk->mm->context.alloc_pgste = 0;
276         if (!mm)
277                 return -ENOMEM;
278
279         /* Now lets check again if something happened */
280         task_lock(tsk);
281         if (!tsk->mm || atomic_read(&tsk->mm->mm_users) > 1 ||
282             tsk->mm != tsk->active_mm || !hlist_empty(&tsk->mm->ioctx_list)) {
283                 mmput(mm);
284                 task_unlock(tsk);
285                 return -EINVAL;
286         }
287
288         /* ok, we are alone. No ptrace, no threads, etc. */
289         old_mm = tsk->mm;
290         tsk->mm = tsk->active_mm = mm;
291         preempt_disable();
292         update_mm(mm, tsk);
293         cpu_set(smp_processor_id(), mm->cpu_vm_mask);
294         preempt_enable();
295         task_unlock(tsk);
296         mmput(old_mm);
297         return 0;
298 }
299 EXPORT_SYMBOL_GPL(s390_enable_sie);