9be741bb1496fd831601559936d51708127990da
[linux-2.6.git] / include / asm-s390 / pgtable.h
1 /*
2  *  include/asm-s390/pgtable.h
3  *
4  *  S390 version
5  *    Copyright (C) 1999,2000 IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation
6  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
7  *               Ulrich Weigand (weigand@de.ibm.com)
8  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
9  *
10  *  Derived from "include/asm-i386/pgtable.h"
11  */
12
13 #ifndef _ASM_S390_PGTABLE_H
14 #define _ASM_S390_PGTABLE_H
15
16 #include <asm-generic/4level-fixup.h>
17
18 /*
19  * The Linux memory management assumes a three-level page table setup. For
20  * s390 31 bit we "fold" the mid level into the top-level page table, so
21  * that we physically have the same two-level page table as the s390 mmu
22  * expects in 31 bit mode. For s390 64 bit we use three of the five levels
23  * the hardware provides (region first and region second tables are not
24  * used).
25  *
26  * The "pgd_xxx()" functions are trivial for a folded two-level
27  * setup: the pgd is never bad, and a pmd always exists (as it's folded
28  * into the pgd entry)
29  *
30  * This file contains the functions and defines necessary to modify and use
31  * the S390 page table tree.
32  */
33 #ifndef __ASSEMBLY__
34 #include <asm/bug.h>
35 #include <asm/processor.h>
36 #include <linux/threads.h>
37
38 struct vm_area_struct; /* forward declaration (include/linux/mm.h) */
39 struct mm_struct;
40
41 extern pgd_t swapper_pg_dir[] __attribute__ ((aligned (4096)));
42 extern void paging_init(void);
43
44 /*
45  * The S390 doesn't have any external MMU info: the kernel page
46  * tables contain all the necessary information.
47  */
48 #define update_mmu_cache(vma, address, pte)     do { } while (0)
49
50 /*
51  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
52  * for zero-mapped memory areas etc..
53  */
54 extern char empty_zero_page[PAGE_SIZE];
55 #define ZERO_PAGE(vaddr) (virt_to_page(empty_zero_page))
56 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
57
58 /*
59  * PMD_SHIFT determines the size of the area a second-level page
60  * table can map
61  * PGDIR_SHIFT determines what a third-level page table entry can map
62  */
63 #ifndef __s390x__
64 # define PMD_SHIFT      22
65 # define PGDIR_SHIFT    22
66 #else /* __s390x__ */
67 # define PMD_SHIFT      21
68 # define PGDIR_SHIFT    31
69 #endif /* __s390x__ */
70
71 #define PMD_SIZE        (1UL << PMD_SHIFT)
72 #define PMD_MASK        (~(PMD_SIZE-1))
73 #define PGDIR_SIZE      (1UL << PGDIR_SHIFT)
74 #define PGDIR_MASK      (~(PGDIR_SIZE-1))
75
76 /*
77  * entries per page directory level: the S390 is two-level, so
78  * we don't really have any PMD directory physically.
79  * for S390 segment-table entries are combined to one PGD
80  * that leads to 1024 pte per pgd
81  */
82 #ifndef __s390x__
83 # define PTRS_PER_PTE    1024
84 # define PTRS_PER_PMD    1
85 # define PTRS_PER_PGD    512
86 #else /* __s390x__ */
87 # define PTRS_PER_PTE    512
88 # define PTRS_PER_PMD    1024
89 # define PTRS_PER_PGD    2048
90 #endif /* __s390x__ */
91
92 /*
93  * pgd entries used up by user/kernel:
94  */
95 #ifndef __s390x__
96 # define USER_PTRS_PER_PGD  512
97 # define USER_PGD_PTRS      512
98 # define KERNEL_PGD_PTRS    512
99 #else /* __s390x__ */
100 # define USER_PTRS_PER_PGD  2048
101 # define USER_PGD_PTRS      2048
102 # define KERNEL_PGD_PTRS    2048
103 #endif /* __s390x__ */
104
105 #define FIRST_USER_ADDRESS  0
106
107 #define pte_ERROR(e) \
108         printk("%s:%d: bad pte %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pte_val(e))
109 #define pmd_ERROR(e) \
110         printk("%s:%d: bad pmd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pmd_val(e))
111 #define pgd_ERROR(e) \
112         printk("%s:%d: bad pgd %p.\n", __FILE__, __LINE__, (void *) pgd_val(e))
113
114 #ifndef __ASSEMBLY__
115 /*
116  * Just any arbitrary offset to the start of the vmalloc VM area: the
117  * current 8MB value just means that there will be a 8MB "hole" after the
118  * physical memory until the kernel virtual memory starts.  That means that
119  * any out-of-bounds memory accesses will hopefully be caught.
120  * The vmalloc() routines leaves a hole of 4kB between each vmalloced
121  * area for the same reason. ;)
122  */
123 #define VMALLOC_OFFSET  (8*1024*1024)
124 #define VMALLOC_START   (((unsigned long) high_memory + VMALLOC_OFFSET) \
125                          & ~(VMALLOC_OFFSET-1))
126 #ifndef __s390x__
127 # define VMALLOC_END     (0x7fffffffL)
128 #else /* __s390x__ */
129 # define VMALLOC_END     (0x40000000000L)
130 #endif /* __s390x__ */
131
132
133 /*
134  * A 31 bit pagetable entry of S390 has following format:
135  *  |   PFRA          |    |  OS  |
136  * 0                   0IP0
137  * 00000000001111111111222222222233
138  * 01234567890123456789012345678901
139  *
140  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
141  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
142  *
143  * A 31 bit segmenttable entry of S390 has following format:
144  *  |   P-table origin      |  |PTL
145  * 0                         IC
146  * 00000000001111111111222222222233
147  * 01234567890123456789012345678901
148  *
149  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
150  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
151  * PTL Page-Table-Length:    Page-table length (PTL+1*16 entries -> up to 256)
152  *
153  * The 31 bit segmenttable origin of S390 has following format:
154  *
155  *  |S-table origin   |     | STL |
156  * X                   **GPS
157  * 00000000001111111111222222222233
158  * 01234567890123456789012345678901
159  *
160  * X Space-Switch event:
161  * G Segment-Invalid Bit:     *
162  * P Private-Space Bit:       Segment is not private (PoP 3-30)
163  * S Storage-Alteration:
164  * STL Segment-Table-Length:  Segment-table length (STL+1*16 entries -> up to 2048)
165  *
166  * A 64 bit pagetable entry of S390 has following format:
167  * |                     PFRA                         |0IP0|  OS  |
168  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
169  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
170  *
171  * I Page-Invalid Bit:    Page is not available for address-translation
172  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
173  *
174  * A 64 bit segmenttable entry of S390 has following format:
175  * |        P-table origin                              |      TT
176  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
177  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
178  *
179  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
180  * C Common-Segment Bit:     Segment is not private (PoP 3-30)
181  * P Page-Protection Bit: Store access not possible for page
182  * TT Type 00
183  *
184  * A 64 bit region table entry of S390 has following format:
185  * |        S-table origin                             |   TF  TTTL
186  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
187  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
188  *
189  * I Segment-Invalid Bit:    Segment is not available for address-translation
190  * TT Type 01
191  * TF
192  * TL Table lenght
193  *
194  * The 64 bit regiontable origin of S390 has following format:
195  * |      region table origon                          |       DTTL
196  * 0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666
197  * 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
198  *
199  * X Space-Switch event:
200  * G Segment-Invalid Bit:  
201  * P Private-Space Bit:    
202  * S Storage-Alteration:
203  * R Real space
204  * TL Table-Length:
205  *
206  * A storage key has the following format:
207  * | ACC |F|R|C|0|
208  *  0   3 4 5 6 7
209  * ACC: access key
210  * F  : fetch protection bit
211  * R  : referenced bit
212  * C  : changed bit
213  */
214
215 /* Hardware bits in the page table entry */
216 #define _PAGE_RO        0x200          /* HW read-only                     */
217 #define _PAGE_INVALID   0x400          /* HW invalid                       */
218
219 /* Mask and four different kinds of invalid pages. */
220 #define _PAGE_INVALID_MASK      0x601
221 #define _PAGE_INVALID_EMPTY     0x400
222 #define _PAGE_INVALID_NONE      0x401
223 #define _PAGE_INVALID_SWAP      0x600
224 #define _PAGE_INVALID_FILE      0x601
225
226 #ifndef __s390x__
227
228 /* Bits in the segment table entry */
229 #define _PAGE_TABLE_LEN 0xf            /* only full page-tables            */
230 #define _PAGE_TABLE_COM 0x10           /* common page-table                */
231 #define _PAGE_TABLE_INV 0x20           /* invalid page-table               */
232 #define _SEG_PRESENT    0x001          /* Software (overlap with PTL)      */
233
234 /* Bits int the storage key */
235 #define _PAGE_CHANGED    0x02          /* HW changed bit                   */
236 #define _PAGE_REFERENCED 0x04          /* HW referenced bit                */
237
238 #define _USER_SEG_TABLE_LEN    0x7f    /* user-segment-table up to 2 GB    */
239 #define _KERNEL_SEG_TABLE_LEN  0x7f    /* kernel-segment-table up to 2 GB  */
240
241 /*
242  * User and Kernel pagetables are identical
243  */
244 #define _PAGE_TABLE     _PAGE_TABLE_LEN
245 #define _KERNPG_TABLE   _PAGE_TABLE_LEN
246
247 /*
248  * The Kernel segment-tables includes the User segment-table
249  */
250
251 #define _SEGMENT_TABLE  (_USER_SEG_TABLE_LEN|0x80000000|0x100)
252 #define _KERNSEG_TABLE  _KERNEL_SEG_TABLE_LEN
253
254 #define USER_STD_MASK   0x00000080UL
255
256 #else /* __s390x__ */
257
258 /* Bits in the segment table entry */
259 #define _PMD_ENTRY_INV   0x20          /* invalid segment table entry      */
260 #define _PMD_ENTRY       0x00        
261
262 /* Bits in the region third table entry */
263 #define _PGD_ENTRY_INV   0x20          /* invalid region table entry       */
264 #define _PGD_ENTRY       0x07
265
266 /*
267  * User and kernel page directory
268  */
269 #define _REGION_THIRD       0x4
270 #define _REGION_THIRD_LEN   0x3 
271 #define _REGION_TABLE       (_REGION_THIRD|_REGION_THIRD_LEN|0x40|0x100)
272 #define _KERN_REGION_TABLE  (_REGION_THIRD|_REGION_THIRD_LEN)
273
274 #define USER_STD_MASK           0x0000000000000080UL
275
276 /* Bits in the storage key */
277 #define _PAGE_CHANGED    0x02          /* HW changed bit                   */
278 #define _PAGE_REFERENCED 0x04          /* HW referenced bit                */
279
280 #endif /* __s390x__ */
281
282 /*
283  * No mapping available
284  */
285 #define PAGE_NONE_SHARED  __pgprot(_PAGE_INVALID_NONE)
286 #define PAGE_NONE_PRIVATE __pgprot(_PAGE_INVALID_NONE)
287 #define PAGE_RO_SHARED    __pgprot(_PAGE_RO)
288 #define PAGE_RO_PRIVATE   __pgprot(_PAGE_RO)
289 #define PAGE_COPY         __pgprot(_PAGE_RO)
290 #define PAGE_SHARED       __pgprot(0)
291 #define PAGE_KERNEL       __pgprot(0)
292
293 /*
294  * The S390 can't do page protection for execute, and considers that the
295  * same are read. Also, write permissions imply read permissions. This is
296  * the closest we can get..
297  */
298          /*xwr*/
299 #define __P000  PAGE_NONE_PRIVATE
300 #define __P001  PAGE_RO_PRIVATE
301 #define __P010  PAGE_COPY
302 #define __P011  PAGE_COPY
303 #define __P100  PAGE_RO_PRIVATE
304 #define __P101  PAGE_RO_PRIVATE
305 #define __P110  PAGE_COPY
306 #define __P111  PAGE_COPY
307
308 #define __S000  PAGE_NONE_SHARED
309 #define __S001  PAGE_RO_SHARED
310 #define __S010  PAGE_SHARED
311 #define __S011  PAGE_SHARED
312 #define __S100  PAGE_RO_SHARED
313 #define __S101  PAGE_RO_SHARED
314 #define __S110  PAGE_SHARED
315 #define __S111  PAGE_SHARED
316
317 /*
318  * Certain architectures need to do special things when PTEs
319  * within a page table are directly modified.  Thus, the following
320  * hook is made available.
321  */
322 extern inline void set_pte(pte_t *pteptr, pte_t pteval)
323 {
324         *pteptr = pteval;
325 }
326 #define set_pte_at(mm,addr,ptep,pteval) set_pte(ptep,pteval)
327
328 /*
329  * pgd/pmd/pte query functions
330  */
331 #ifndef __s390x__
332
333 extern inline int pgd_present(pgd_t pgd) { return 1; }
334 extern inline int pgd_none(pgd_t pgd)    { return 0; }
335 extern inline int pgd_bad(pgd_t pgd)     { return 0; }
336
337 extern inline int pmd_present(pmd_t pmd) { return pmd_val(pmd) & _SEG_PRESENT; }
338 extern inline int pmd_none(pmd_t pmd)    { return pmd_val(pmd) & _PAGE_TABLE_INV; }
339 extern inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
340 {
341         return (pmd_val(pmd) & (~PAGE_MASK & ~_PAGE_TABLE_INV)) != _PAGE_TABLE;
342 }
343
344 #else /* __s390x__ */
345
346 extern inline int pgd_present(pgd_t pgd)
347 {
348         return (pgd_val(pgd) & ~PAGE_MASK) == _PGD_ENTRY;
349 }
350
351 extern inline int pgd_none(pgd_t pgd)
352 {
353         return pgd_val(pgd) & _PGD_ENTRY_INV;
354 }
355
356 extern inline int pgd_bad(pgd_t pgd)
357 {
358         return (pgd_val(pgd) & (~PAGE_MASK & ~_PGD_ENTRY_INV)) != _PGD_ENTRY;
359 }
360
361 extern inline int pmd_present(pmd_t pmd)
362 {
363         return (pmd_val(pmd) & ~PAGE_MASK) == _PMD_ENTRY;
364 }
365
366 extern inline int pmd_none(pmd_t pmd)
367 {
368         return pmd_val(pmd) & _PMD_ENTRY_INV;
369 }
370
371 extern inline int pmd_bad(pmd_t pmd)
372 {
373         return (pmd_val(pmd) & (~PAGE_MASK & ~_PMD_ENTRY_INV)) != _PMD_ENTRY;
374 }
375
376 #endif /* __s390x__ */
377
378 extern inline int pte_none(pte_t pte)
379 {
380         return (pte_val(pte) & _PAGE_INVALID_MASK) == _PAGE_INVALID_EMPTY;
381 }
382
383 extern inline int pte_present(pte_t pte)
384 {
385         return !(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID) ||
386                 (pte_val(pte) & _PAGE_INVALID_MASK) == _PAGE_INVALID_NONE;
387 }
388
389 extern inline int pte_file(pte_t pte)
390 {
391         return (pte_val(pte) & _PAGE_INVALID_MASK) == _PAGE_INVALID_FILE;
392 }
393
394 #define pte_same(a,b)   (pte_val(a) == pte_val(b))
395
396 /*
397  * query functions pte_write/pte_dirty/pte_young only work if
398  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
399  */
400 extern inline int pte_write(pte_t pte)
401 {
402         return (pte_val(pte) & _PAGE_RO) == 0;
403 }
404
405 extern inline int pte_dirty(pte_t pte)
406 {
407         /* A pte is neither clean nor dirty on s/390. The dirty bit
408          * is in the storage key. See page_test_and_clear_dirty for
409          * details.
410          */
411         return 0;
412 }
413
414 extern inline int pte_young(pte_t pte)
415 {
416         /* A pte is neither young nor old on s/390. The young bit
417          * is in the storage key. See page_test_and_clear_young for
418          * details.
419          */
420         return 0;
421 }
422
423 extern inline int pte_read(pte_t pte)
424 {
425         /* All pages are readable since we don't use the fetch
426          * protection bit in the storage key.
427          */
428         return 1;
429 }
430
431 /*
432  * pgd/pmd/pte modification functions
433  */
434
435 #ifndef __s390x__
436
437 extern inline void pgd_clear(pgd_t * pgdp)      { }
438
439 extern inline void pmd_clear(pmd_t * pmdp)
440 {
441         pmd_val(pmdp[0]) = _PAGE_TABLE_INV;
442         pmd_val(pmdp[1]) = _PAGE_TABLE_INV;
443         pmd_val(pmdp[2]) = _PAGE_TABLE_INV;
444         pmd_val(pmdp[3]) = _PAGE_TABLE_INV;
445 }
446
447 #else /* __s390x__ */
448
449 extern inline void pgd_clear(pgd_t * pgdp)
450 {
451         pgd_val(*pgdp) = _PGD_ENTRY_INV | _PGD_ENTRY;
452 }
453
454 extern inline void pmd_clear(pmd_t * pmdp)
455 {
456         pmd_val(*pmdp) = _PMD_ENTRY_INV | _PMD_ENTRY;
457         pmd_val1(*pmdp) = _PMD_ENTRY_INV | _PMD_ENTRY;
458 }
459
460 #endif /* __s390x__ */
461
462 extern inline void pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
463 {
464         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID_EMPTY;
465 }
466
467 /*
468  * The following pte modification functions only work if
469  * pte_present() is true. Undefined behaviour if not..
470  */
471 extern inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
472 {
473         pte_val(pte) &= PAGE_MASK;
474         pte_val(pte) |= pgprot_val(newprot);
475         return pte;
476 }
477
478 extern inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
479 {
480         /* Do not clobber _PAGE_INVALID_NONE pages!  */
481         if (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID))
482                 pte_val(pte) |= _PAGE_RO;
483         return pte;
484 }
485
486 extern inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte) 
487 {
488         pte_val(pte) &= ~_PAGE_RO;
489         return pte;
490 }
491
492 extern inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
493 {
494         /* The only user of pte_mkclean is the fork() code.
495            We must *not* clear the *physical* page dirty bit
496            just because fork() wants to clear the dirty bit in
497            *one* of the page's mappings.  So we just do nothing. */
498         return pte;
499 }
500
501 extern inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
502 {
503         /* We do not explicitly set the dirty bit because the
504          * sske instruction is slow. It is faster to let the
505          * next instruction set the dirty bit.
506          */
507         return pte;
508 }
509
510 extern inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
511 {
512         /* S/390 doesn't keep its dirty/referenced bit in the pte.
513          * There is no point in clearing the real referenced bit.
514          */
515         return pte;
516 }
517
518 extern inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
519 {
520         /* S/390 doesn't keep its dirty/referenced bit in the pte.
521          * There is no point in setting the real referenced bit.
522          */
523         return pte;
524 }
525
526 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep)
527 {
528         return 0;
529 }
530
531 static inline int
532 ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
533                         unsigned long address, pte_t *ptep)
534 {
535         /* No need to flush TLB; bits are in storage key */
536         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
537 }
538
539 static inline int ptep_test_and_clear_dirty(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep)
540 {
541         return 0;
542 }
543
544 static inline int
545 ptep_clear_flush_dirty(struct vm_area_struct *vma,
546                         unsigned long address, pte_t *ptep)
547 {
548         /* No need to flush TLB; bits are in storage key */
549         return ptep_test_and_clear_dirty(vma, address, ptep);
550 }
551
552 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
553 {
554         pte_t pte = *ptep;
555         pte_clear(mm, addr, ptep);
556         return pte;
557 }
558
559 static inline pte_t
560 ptep_clear_flush(struct vm_area_struct *vma,
561                  unsigned long address, pte_t *ptep)
562 {
563         pte_t pte = *ptep;
564 #ifndef __s390x__
565         if (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID)) {
566                 /* S390 has 1mb segments, we are emulating 4MB segments */
567                 pte_t *pto = (pte_t *) (((unsigned long) ptep) & 0x7ffffc00);
568                 __asm__ __volatile__ ("ipte %2,%3"
569                                       : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep),
570                                         "a" (pto), "a" (address) );
571         }
572 #else /* __s390x__ */
573         if (!(pte_val(pte) & _PAGE_INVALID)) 
574                 __asm__ __volatile__ ("ipte %2,%3"
575                                       : "=m" (*ptep) : "m" (*ptep),
576                                         "a" (ptep), "a" (address) );
577 #endif /* __s390x__ */
578         pte_val(*ptep) = _PAGE_INVALID_EMPTY;
579         return pte;
580 }
581
582 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
583 {
584         pte_t old_pte = *ptep;
585         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte_wrprotect(old_pte));
586 }
587
588 static inline void
589 ptep_establish(struct vm_area_struct *vma, 
590                unsigned long address, pte_t *ptep,
591                pte_t entry)
592 {
593         ptep_clear_flush(vma, address, ptep);
594         set_pte(ptep, entry);
595 }
596
597 #define ptep_set_access_flags(__vma, __address, __ptep, __entry, __dirty) \
598         ptep_establish(__vma, __address, __ptep, __entry)
599
600 /*
601  * Test and clear dirty bit in storage key.
602  * We can't clear the changed bit atomically. This is a potential
603  * race against modification of the referenced bit. This function
604  * should therefore only be called if it is not mapped in any
605  * address space.
606  */
607 #define page_test_and_clear_dirty(_page)                                  \
608 ({                                                                        \
609         struct page *__page = (_page);                                    \
610         unsigned long __physpage = __pa((__page-mem_map) << PAGE_SHIFT);  \
611         int __skey = page_get_storage_key(__physpage);                    \
612         if (__skey & _PAGE_CHANGED)                                       \
613                 page_set_storage_key(__physpage, __skey & ~_PAGE_CHANGED);\
614         (__skey & _PAGE_CHANGED);                                         \
615 })
616
617 /*
618  * Test and clear referenced bit in storage key.
619  */
620 #define page_test_and_clear_young(page)                                   \
621 ({                                                                        \
622         struct page *__page = (page);                                     \
623         unsigned long __physpage = __pa((__page-mem_map) << PAGE_SHIFT);  \
624         int __ccode;                                                      \
625         asm volatile ("rrbe 0,%1\n\t"                                     \
626                       "ipm  %0\n\t"                                       \
627                       "srl  %0,28\n\t"                                    \
628                       : "=d" (__ccode) : "a" (__physpage) : "cc" );       \
629         (__ccode & 2);                                                    \
630 })
631
632 /*
633  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
634  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
635  */
636 static inline pte_t mk_pte_phys(unsigned long physpage, pgprot_t pgprot)
637 {
638         pte_t __pte;
639         pte_val(__pte) = physpage + pgprot_val(pgprot);
640         return __pte;
641 }
642
643 #define mk_pte(pg, pgprot)                                                \
644 ({                                                                        \
645         struct page *__page = (pg);                                       \
646         pgprot_t __pgprot = (pgprot);                                     \
647         unsigned long __physpage = __pa((__page-mem_map) << PAGE_SHIFT);  \
648         pte_t __pte = mk_pte_phys(__physpage, __pgprot);                  \
649         __pte;                                                            \
650 })
651
652 #define pfn_pte(pfn, pgprot)                                              \
653 ({                                                                        \
654         pgprot_t __pgprot = (pgprot);                                     \
655         unsigned long __physpage = __pa((pfn) << PAGE_SHIFT);             \
656         pte_t __pte = mk_pte_phys(__physpage, __pgprot);                  \
657         __pte;                                                            \
658 })
659
660 #define SetPageUptodate(_page) \
661         do {                                                                  \
662                 struct page *__page = (_page);                                \
663                 if (!test_and_set_bit(PG_uptodate, &__page->flags))           \
664                         page_test_and_clear_dirty(_page);                     \
665         } while (0)
666
667 #ifdef __s390x__
668
669 #define pfn_pmd(pfn, pgprot)                                              \
670 ({                                                                        \
671         pgprot_t __pgprot = (pgprot);                                     \
672         unsigned long __physpage = __pa((pfn) << PAGE_SHIFT);             \
673         pmd_t __pmd = __pmd(__physpage + pgprot_val(__pgprot));           \
674         __pmd;                                                            \
675 })
676
677 #endif /* __s390x__ */
678
679 #define pte_pfn(x) (pte_val(x) >> PAGE_SHIFT)
680 #define pte_page(x) pfn_to_page(pte_pfn(x))
681
682 #define pmd_page_kernel(pmd) (pmd_val(pmd) & PAGE_MASK)
683
684 #define pmd_page(pmd) (mem_map+(pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT))
685
686 #define pgd_page_kernel(pgd) (pgd_val(pgd) & PAGE_MASK)
687
688 /* to find an entry in a page-table-directory */
689 #define pgd_index(address) (((address) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD-1))
690 #define pgd_offset(mm, address) ((mm)->pgd+pgd_index(address))
691
692 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
693 #define pgd_offset_k(address) pgd_offset(&init_mm, address)
694
695 #ifndef __s390x__
696
697 /* Find an entry in the second-level page table.. */
698 extern inline pmd_t * pmd_offset(pgd_t * dir, unsigned long address)
699 {
700         return (pmd_t *) dir;
701 }
702
703 #else /* __s390x__ */
704
705 /* Find an entry in the second-level page table.. */
706 #define pmd_index(address) (((address) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD-1))
707 #define pmd_offset(dir,addr) \
708         ((pmd_t *) pgd_page_kernel(*(dir)) + pmd_index(addr))
709
710 #endif /* __s390x__ */
711
712 /* Find an entry in the third-level page table.. */
713 #define pte_index(address) (((address) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE-1))
714 #define pte_offset_kernel(pmd, address) \
715         ((pte_t *) pmd_page_kernel(*(pmd)) + pte_index(address))
716 #define pte_offset_map(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
717 #define pte_offset_map_nested(pmd, address) pte_offset_kernel(pmd, address)
718 #define pte_unmap(pte) do { } while (0)
719 #define pte_unmap_nested(pte) do { } while (0)
720
721 /*
722  * 31 bit swap entry format:
723  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
724  * Bits 0, 20 and bit 23 have to be zero, otherwise an specification
725  * exception will occur instead of a page translation exception. The
726  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
727  * information in the lowcore.
728  * Bit 21 and bit 22 are the page invalid bit and the page protection
729  * bit. We set both to indicate a swapped page.
730  * Bit 30 and 31 are used to distinguish the different page types. For
731  * a swapped page these bits need to be zero.
732  * This leaves the bits 1-19 and bits 24-29 to store type and offset.
733  * We use the 5 bits from 25-29 for the type and the 20 bits from 1-19
734  * plus 24 for the offset.
735  * 0|     offset        |0110|o|type |00|
736  * 0 0000000001111111111 2222 2 22222 33
737  * 0 1234567890123456789 0123 4 56789 01
738  *
739  * 64 bit swap entry format:
740  * A page-table entry has some bits we have to treat in a special way.
741  * Bits 52 and bit 55 have to be zero, otherwise an specification
742  * exception will occur instead of a page translation exception. The
743  * specifiation exception has the bad habit not to store necessary
744  * information in the lowcore.
745  * Bit 53 and bit 54 are the page invalid bit and the page protection
746  * bit. We set both to indicate a swapped page.
747  * Bit 62 and 63 are used to distinguish the different page types. For
748  * a swapped page these bits need to be zero.
749  * This leaves the bits 0-51 and bits 56-61 to store type and offset.
750  * We use the 5 bits from 57-61 for the type and the 53 bits from 0-51
751  * plus 56 for the offset.
752  * |                      offset                        |0110|o|type |00|
753  *  0000000000111111111122222222223333333333444444444455 5555 5 55566 66
754  *  0123456789012345678901234567890123456789012345678901 2345 6 78901 23
755  */
756 #ifndef __s390x__
757 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 12)
758 #else
759 #define __SWP_OFFSET_MASK (~0UL >> 11)
760 #endif
761 extern inline pte_t mk_swap_pte(unsigned long type, unsigned long offset)
762 {
763         pte_t pte;
764         offset &= __SWP_OFFSET_MASK;
765         pte_val(pte) = _PAGE_INVALID_SWAP | ((type & 0x1f) << 2) |
766                 ((offset & 1UL) << 7) | ((offset & ~1UL) << 11);
767         return pte;
768 }
769
770 #define __swp_type(entry)       (((entry).val >> 2) & 0x1f)
771 #define __swp_offset(entry)     (((entry).val >> 11) | (((entry).val >> 7) & 1))
772 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { pte_val(mk_swap_pte((type),(offset))) })
773
774 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
775 #define __swp_entry_to_pte(x)   ((pte_t) { (x).val })
776
777 #ifndef __s390x__
778 # define PTE_FILE_MAX_BITS      26
779 #else /* __s390x__ */
780 # define PTE_FILE_MAX_BITS      59
781 #endif /* __s390x__ */
782
783 #define pte_to_pgoff(__pte) \
784         ((((__pte).pte >> 12) << 7) + (((__pte).pte >> 1) & 0x7f))
785
786 #define pgoff_to_pte(__off) \
787         ((pte_t) { ((((__off) & 0x7f) << 1) + (((__off) >> 7) << 12)) \
788                    | _PAGE_INVALID_FILE })
789
790 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
791
792 #define kern_addr_valid(addr)   (1)
793
794 /*
795  * No page table caches to initialise
796  */
797 #define pgtable_cache_init()    do { } while (0)
798
799 #define __HAVE_ARCH_PTEP_ESTABLISH
800 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
801 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
802 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_YOUNG_FLUSH
803 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_DIRTY
804 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_DIRTY_FLUSH
805 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
806 #define __HAVE_ARCH_PTEP_CLEAR_FLUSH
807 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
808 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
809 #define __HAVE_ARCH_PAGE_TEST_AND_CLEAR_DIRTY
810 #define __HAVE_ARCH_PAGE_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
811 #include <asm-generic/pgtable.h>
812
813 #endif /* _S390_PAGE_H */
814