x86 mmiotrace: use lookup_address()
[safe/jmp/linux-2.6] / arch / x86 / mm / pageattr.c
1 /*
2  * Copyright 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
3  * Thanks to Ben LaHaise for precious feedback.
4  */
5 #include <linux/highmem.h>
6 #include <linux/bootmem.h>
7 #include <linux/module.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/mm.h>
11 #include <linux/interrupt.h>
12 #include <linux/seq_file.h>
13 #include <linux/debugfs.h>
14
15 #include <asm/e820.h>
16 #include <asm/processor.h>
17 #include <asm/tlbflush.h>
18 #include <asm/sections.h>
19 #include <asm/uaccess.h>
20 #include <asm/pgalloc.h>
21 #include <asm/proto.h>
22 #include <asm/pat.h>
23
24 /*
25  * The current flushing context - we pass it instead of 5 arguments:
26  */
27 struct cpa_data {
28         unsigned long   vaddr;
29         pgprot_t        mask_set;
30         pgprot_t        mask_clr;
31         int             numpages;
32         int             flushtlb;
33         unsigned long   pfn;
34         unsigned        force_split : 1;
35 };
36
37 #ifdef CONFIG_X86_64
38
39 static inline unsigned long highmap_start_pfn(void)
40 {
41         return __pa(_text) >> PAGE_SHIFT;
42 }
43
44 static inline unsigned long highmap_end_pfn(void)
45 {
46         return __pa(round_up((unsigned long)_end, PMD_SIZE)) >> PAGE_SHIFT;
47 }
48
49 #endif
50
51 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
52 # define debug_pagealloc 1
53 #else
54 # define debug_pagealloc 0
55 #endif
56
57 static inline int
58 within(unsigned long addr, unsigned long start, unsigned long end)
59 {
60         return addr >= start && addr < end;
61 }
62
63 /*
64  * Flushing functions
65  */
66
67 /**
68  * clflush_cache_range - flush a cache range with clflush
69  * @addr:       virtual start address
70  * @size:       number of bytes to flush
71  *
72  * clflush is an unordered instruction which needs fencing with mfence
73  * to avoid ordering issues.
74  */
75 void clflush_cache_range(void *vaddr, unsigned int size)
76 {
77         void *vend = vaddr + size - 1;
78
79         mb();
80
81         for (; vaddr < vend; vaddr += boot_cpu_data.x86_clflush_size)
82                 clflush(vaddr);
83         /*
84          * Flush any possible final partial cacheline:
85          */
86         clflush(vend);
87
88         mb();
89 }
90
91 static void __cpa_flush_all(void *arg)
92 {
93         unsigned long cache = (unsigned long)arg;
94
95         /*
96          * Flush all to work around Errata in early athlons regarding
97          * large page flushing.
98          */
99         __flush_tlb_all();
100
101         if (cache && boot_cpu_data.x86_model >= 4)
102                 wbinvd();
103 }
104
105 static void cpa_flush_all(unsigned long cache)
106 {
107         BUG_ON(irqs_disabled());
108
109         on_each_cpu(__cpa_flush_all, (void *) cache, 1, 1);
110 }
111
112 static void __cpa_flush_range(void *arg)
113 {
114         /*
115          * We could optimize that further and do individual per page
116          * tlb invalidates for a low number of pages. Caveat: we must
117          * flush the high aliases on 64bit as well.
118          */
119         __flush_tlb_all();
120 }
121
122 static void cpa_flush_range(unsigned long start, int numpages, int cache)
123 {
124         unsigned int i, level;
125         unsigned long addr;
126
127         BUG_ON(irqs_disabled());
128         WARN_ON(PAGE_ALIGN(start) != start);
129
130         on_each_cpu(__cpa_flush_range, NULL, 1, 1);
131
132         if (!cache)
133                 return;
134
135         /*
136          * We only need to flush on one CPU,
137          * clflush is a MESI-coherent instruction that
138          * will cause all other CPUs to flush the same
139          * cachelines:
140          */
141         for (i = 0, addr = start; i < numpages; i++, addr += PAGE_SIZE) {
142                 pte_t *pte = lookup_address(addr, &level);
143
144                 /*
145                  * Only flush present addresses:
146                  */
147                 if (pte && (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT))
148                         clflush_cache_range((void *) addr, PAGE_SIZE);
149         }
150 }
151
152 /*
153  * Certain areas of memory on x86 require very specific protection flags,
154  * for example the BIOS area or kernel text. Callers don't always get this
155  * right (again, ioremap() on BIOS memory is not uncommon) so this function
156  * checks and fixes these known static required protection bits.
157  */
158 static inline pgprot_t static_protections(pgprot_t prot, unsigned long address,
159                                    unsigned long pfn)
160 {
161         pgprot_t forbidden = __pgprot(0);
162
163         /*
164          * The BIOS area between 640k and 1Mb needs to be executable for
165          * PCI BIOS based config access (CONFIG_PCI_GOBIOS) support.
166          */
167         if (within(pfn, BIOS_BEGIN >> PAGE_SHIFT, BIOS_END >> PAGE_SHIFT))
168                 pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_NX;
169
170         /*
171          * The kernel text needs to be executable for obvious reasons
172          * Does not cover __inittext since that is gone later on. On
173          * 64bit we do not enforce !NX on the low mapping
174          */
175         if (within(address, (unsigned long)_text, (unsigned long)_etext))
176                 pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_NX;
177
178         /*
179          * The .rodata section needs to be read-only. Using the pfn
180          * catches all aliases.
181          */
182         if (within(pfn, __pa((unsigned long)__start_rodata) >> PAGE_SHIFT,
183                    __pa((unsigned long)__end_rodata) >> PAGE_SHIFT))
184                 pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_RW;
185
186         prot = __pgprot(pgprot_val(prot) & ~pgprot_val(forbidden));
187
188         return prot;
189 }
190
191 /*
192  * Lookup the page table entry for a virtual address. Return a pointer
193  * to the entry and the level of the mapping.
194  *
195  * Note: We return pud and pmd either when the entry is marked large
196  * or when the present bit is not set. Otherwise we would return a
197  * pointer to a nonexisting mapping.
198  */
199 pte_t *lookup_address(unsigned long address, unsigned int *level)
200 {
201         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(address);
202         pud_t *pud;
203         pmd_t *pmd;
204
205         *level = PG_LEVEL_NONE;
206
207         if (pgd_none(*pgd))
208                 return NULL;
209
210         pud = pud_offset(pgd, address);
211         if (pud_none(*pud))
212                 return NULL;
213
214         *level = PG_LEVEL_1G;
215         if (pud_large(*pud) || !pud_present(*pud))
216                 return (pte_t *)pud;
217
218         pmd = pmd_offset(pud, address);
219         if (pmd_none(*pmd))
220                 return NULL;
221
222         *level = PG_LEVEL_2M;
223         if (pmd_large(*pmd) || !pmd_present(*pmd))
224                 return (pte_t *)pmd;
225
226         *level = PG_LEVEL_4K;
227
228         return pte_offset_kernel(pmd, address);
229 }
230 EXPORT_SYMBOL_GPL(lookup_address);
231
232 /*
233  * Set the new pmd in all the pgds we know about:
234  */
235 static void __set_pmd_pte(pte_t *kpte, unsigned long address, pte_t pte)
236 {
237         /* change init_mm */
238         set_pte_atomic(kpte, pte);
239 #ifdef CONFIG_X86_32
240         if (!SHARED_KERNEL_PMD) {
241                 struct page *page;
242
243                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
244                         pgd_t *pgd;
245                         pud_t *pud;
246                         pmd_t *pmd;
247
248                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
249                         pud = pud_offset(pgd, address);
250                         pmd = pmd_offset(pud, address);
251                         set_pte_atomic((pte_t *)pmd, pte);
252                 }
253         }
254 #endif
255 }
256
257 static int
258 try_preserve_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address,
259                         struct cpa_data *cpa)
260 {
261         unsigned long nextpage_addr, numpages, pmask, psize, flags, addr, pfn;
262         pte_t new_pte, old_pte, *tmp;
263         pgprot_t old_prot, new_prot;
264         int i, do_split = 1;
265         unsigned int level;
266
267         if (cpa->force_split)
268                 return 1;
269
270         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
271         /*
272          * Check for races, another CPU might have split this page
273          * up already:
274          */
275         tmp = lookup_address(address, &level);
276         if (tmp != kpte)
277                 goto out_unlock;
278
279         switch (level) {
280         case PG_LEVEL_2M:
281                 psize = PMD_PAGE_SIZE;
282                 pmask = PMD_PAGE_MASK;
283                 break;
284 #ifdef CONFIG_X86_64
285         case PG_LEVEL_1G:
286                 psize = PUD_PAGE_SIZE;
287                 pmask = PUD_PAGE_MASK;
288                 break;
289 #endif
290         default:
291                 do_split = -EINVAL;
292                 goto out_unlock;
293         }
294
295         /*
296          * Calculate the number of pages, which fit into this large
297          * page starting at address:
298          */
299         nextpage_addr = (address + psize) & pmask;
300         numpages = (nextpage_addr - address) >> PAGE_SHIFT;
301         if (numpages < cpa->numpages)
302                 cpa->numpages = numpages;
303
304         /*
305          * We are safe now. Check whether the new pgprot is the same:
306          */
307         old_pte = *kpte;
308         old_prot = new_prot = pte_pgprot(old_pte);
309
310         pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
311         pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
312
313         /*
314          * old_pte points to the large page base address. So we need
315          * to add the offset of the virtual address:
316          */
317         pfn = pte_pfn(old_pte) + ((address & (psize - 1)) >> PAGE_SHIFT);
318         cpa->pfn = pfn;
319
320         new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn);
321
322         /*
323          * We need to check the full range, whether
324          * static_protection() requires a different pgprot for one of
325          * the pages in the range we try to preserve:
326          */
327         addr = address + PAGE_SIZE;
328         pfn++;
329         for (i = 1; i < cpa->numpages; i++, addr += PAGE_SIZE, pfn++) {
330                 pgprot_t chk_prot = static_protections(new_prot, addr, pfn);
331
332                 if (pgprot_val(chk_prot) != pgprot_val(new_prot))
333                         goto out_unlock;
334         }
335
336         /*
337          * If there are no changes, return. maxpages has been updated
338          * above:
339          */
340         if (pgprot_val(new_prot) == pgprot_val(old_prot)) {
341                 do_split = 0;
342                 goto out_unlock;
343         }
344
345         /*
346          * We need to change the attributes. Check, whether we can
347          * change the large page in one go. We request a split, when
348          * the address is not aligned and the number of pages is
349          * smaller than the number of pages in the large page. Note
350          * that we limited the number of possible pages already to
351          * the number of pages in the large page.
352          */
353         if (address == (nextpage_addr - psize) && cpa->numpages == numpages) {
354                 /*
355                  * The address is aligned and the number of pages
356                  * covers the full page.
357                  */
358                 new_pte = pfn_pte(pte_pfn(old_pte), canon_pgprot(new_prot));
359                 __set_pmd_pte(kpte, address, new_pte);
360                 cpa->flushtlb = 1;
361                 do_split = 0;
362         }
363
364 out_unlock:
365         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
366
367         return do_split;
368 }
369
370 static LIST_HEAD(page_pool);
371 static unsigned long pool_size, pool_pages, pool_low;
372 static unsigned long pool_used, pool_failed;
373
374 static void cpa_fill_pool(struct page **ret)
375 {
376         gfp_t gfp = GFP_KERNEL;
377         unsigned long flags;
378         struct page *p;
379
380         /*
381          * Avoid recursion (on debug-pagealloc) and also signal
382          * our priority to get to these pagetables:
383          */
384         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
385                 return;
386         current->flags |= PF_MEMALLOC;
387
388         /*
389          * Allocate atomically from atomic contexts:
390          */
391         if (in_atomic() || irqs_disabled() || debug_pagealloc)
392                 gfp =  GFP_ATOMIC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
393
394         while (pool_pages < pool_size || (ret && !*ret)) {
395                 p = alloc_pages(gfp, 0);
396                 if (!p) {
397                         pool_failed++;
398                         break;
399                 }
400                 /*
401                  * If the call site needs a page right now, provide it:
402                  */
403                 if (ret && !*ret) {
404                         *ret = p;
405                         continue;
406                 }
407                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
408                 list_add(&p->lru, &page_pool);
409                 pool_pages++;
410                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
411         }
412
413         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
414 }
415
416 #define SHIFT_MB                (20 - PAGE_SHIFT)
417 #define ROUND_MB_GB             ((1 << 10) - 1)
418 #define SHIFT_MB_GB             10
419 #define POOL_PAGES_PER_GB       16
420
421 void __init cpa_init(void)
422 {
423         struct sysinfo si;
424         unsigned long gb;
425
426         si_meminfo(&si);
427         /*
428          * Calculate the number of pool pages:
429          *
430          * Convert totalram (nr of pages) to MiB and round to the next
431          * GiB. Shift MiB to Gib and multiply the result by
432          * POOL_PAGES_PER_GB:
433          */
434         if (debug_pagealloc) {
435                 gb = ((si.totalram >> SHIFT_MB) + ROUND_MB_GB) >> SHIFT_MB_GB;
436                 pool_size = POOL_PAGES_PER_GB * gb;
437         } else {
438                 pool_size = 1;
439         }
440         pool_low = pool_size;
441
442         cpa_fill_pool(NULL);
443         printk(KERN_DEBUG
444                "CPA: page pool initialized %lu of %lu pages preallocated\n",
445                pool_pages, pool_size);
446 }
447
448 static int split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address)
449 {
450         unsigned long flags, pfn, pfninc = 1;
451         unsigned int i, level;
452         pte_t *pbase, *tmp;
453         pgprot_t ref_prot;
454         struct page *base;
455
456         /*
457          * Get a page from the pool. The pool list is protected by the
458          * pgd_lock, which we have to take anyway for the split
459          * operation:
460          */
461         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
462         if (list_empty(&page_pool)) {
463                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
464                 base = NULL;
465                 cpa_fill_pool(&base);
466                 if (!base)
467                         return -ENOMEM;
468                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
469         } else {
470                 base = list_first_entry(&page_pool, struct page, lru);
471                 list_del(&base->lru);
472                 pool_pages--;
473
474                 if (pool_pages < pool_low)
475                         pool_low = pool_pages;
476         }
477
478         /*
479          * Check for races, another CPU might have split this page
480          * up for us already:
481          */
482         tmp = lookup_address(address, &level);
483         if (tmp != kpte)
484                 goto out_unlock;
485
486         pbase = (pte_t *)page_address(base);
487         paravirt_alloc_pte(&init_mm, page_to_pfn(base));
488         ref_prot = pte_pgprot(pte_clrhuge(*kpte));
489
490 #ifdef CONFIG_X86_64
491         if (level == PG_LEVEL_1G) {
492                 pfninc = PMD_PAGE_SIZE >> PAGE_SHIFT;
493                 pgprot_val(ref_prot) |= _PAGE_PSE;
494         }
495 #endif
496
497         /*
498          * Get the target pfn from the original entry:
499          */
500         pfn = pte_pfn(*kpte);
501         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++, pfn += pfninc)
502                 set_pte(&pbase[i], pfn_pte(pfn, ref_prot));
503
504         /*
505          * Install the new, split up pagetable. Important details here:
506          *
507          * On Intel the NX bit of all levels must be cleared to make a
508          * page executable. See section 4.13.2 of Intel 64 and IA-32
509          * Architectures Software Developer's Manual).
510          *
511          * Mark the entry present. The current mapping might be
512          * set to not present, which we preserved above.
513          */
514         ref_prot = pte_pgprot(pte_mkexec(pte_clrhuge(*kpte)));
515         pgprot_val(ref_prot) |= _PAGE_PRESENT;
516         __set_pmd_pte(kpte, address, mk_pte(base, ref_prot));
517         base = NULL;
518
519 out_unlock:
520         /*
521          * If we dropped out via the lookup_address check under
522          * pgd_lock then stick the page back into the pool:
523          */
524         if (base) {
525                 list_add(&base->lru, &page_pool);
526                 pool_pages++;
527         } else
528                 pool_used++;
529         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
530
531         return 0;
532 }
533
534 static int __change_page_attr(struct cpa_data *cpa, int primary)
535 {
536         unsigned long address = cpa->vaddr;
537         int do_split, err;
538         unsigned int level;
539         pte_t *kpte, old_pte;
540
541 repeat:
542         kpte = lookup_address(address, &level);
543         if (!kpte)
544                 return 0;
545
546         old_pte = *kpte;
547         if (!pte_val(old_pte)) {
548                 if (!primary)
549                         return 0;
550                 printk(KERN_WARNING "CPA: called for zero pte. "
551                        "vaddr = %lx cpa->vaddr = %lx\n", address,
552                        cpa->vaddr);
553                 WARN_ON(1);
554                 return -EINVAL;
555         }
556
557         if (level == PG_LEVEL_4K) {
558                 pte_t new_pte;
559                 pgprot_t new_prot = pte_pgprot(old_pte);
560                 unsigned long pfn = pte_pfn(old_pte);
561
562                 pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
563                 pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
564
565                 new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn);
566
567                 /*
568                  * We need to keep the pfn from the existing PTE,
569                  * after all we're only going to change it's attributes
570                  * not the memory it points to
571                  */
572                 new_pte = pfn_pte(pfn, canon_pgprot(new_prot));
573                 cpa->pfn = pfn;
574                 /*
575                  * Do we really change anything ?
576                  */
577                 if (pte_val(old_pte) != pte_val(new_pte)) {
578                         set_pte_atomic(kpte, new_pte);
579                         cpa->flushtlb = 1;
580                 }
581                 cpa->numpages = 1;
582                 return 0;
583         }
584
585         /*
586          * Check, whether we can keep the large page intact
587          * and just change the pte:
588          */
589         do_split = try_preserve_large_page(kpte, address, cpa);
590         /*
591          * When the range fits into the existing large page,
592          * return. cp->numpages and cpa->tlbflush have been updated in
593          * try_large_page:
594          */
595         if (do_split <= 0)
596                 return do_split;
597
598         /*
599          * We have to split the large page:
600          */
601         err = split_large_page(kpte, address);
602         if (!err) {
603                 cpa->flushtlb = 1;
604                 goto repeat;
605         }
606
607         return err;
608 }
609
610 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias);
611
612 static int cpa_process_alias(struct cpa_data *cpa)
613 {
614         struct cpa_data alias_cpa;
615         int ret = 0;
616
617         if (cpa->pfn > max_pfn_mapped)
618                 return 0;
619
620         /*
621          * No need to redo, when the primary call touched the direct
622          * mapping already:
623          */
624         if (!within(cpa->vaddr, PAGE_OFFSET,
625                     PAGE_OFFSET + (max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT))) {
626
627                 alias_cpa = *cpa;
628                 alias_cpa.vaddr = (unsigned long) __va(cpa->pfn << PAGE_SHIFT);
629
630                 ret = __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
631         }
632
633 #ifdef CONFIG_X86_64
634         if (ret)
635                 return ret;
636         /*
637          * No need to redo, when the primary call touched the high
638          * mapping already:
639          */
640         if (within(cpa->vaddr, (unsigned long) _text, (unsigned long) _end))
641                 return 0;
642
643         /*
644          * If the physical address is inside the kernel map, we need
645          * to touch the high mapped kernel as well:
646          */
647         if (!within(cpa->pfn, highmap_start_pfn(), highmap_end_pfn()))
648                 return 0;
649
650         alias_cpa = *cpa;
651         alias_cpa.vaddr =
652                 (cpa->pfn << PAGE_SHIFT) + __START_KERNEL_map - phys_base;
653
654         /*
655          * The high mapping range is imprecise, so ignore the return value.
656          */
657         __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
658 #endif
659         return ret;
660 }
661
662 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias)
663 {
664         int ret, numpages = cpa->numpages;
665
666         while (numpages) {
667                 /*
668                  * Store the remaining nr of pages for the large page
669                  * preservation check.
670                  */
671                 cpa->numpages = numpages;
672
673                 ret = __change_page_attr(cpa, checkalias);
674                 if (ret)
675                         return ret;
676
677                 if (checkalias) {
678                         ret = cpa_process_alias(cpa);
679                         if (ret)
680                                 return ret;
681                 }
682
683                 /*
684                  * Adjust the number of pages with the result of the
685                  * CPA operation. Either a large page has been
686                  * preserved or a single page update happened.
687                  */
688                 BUG_ON(cpa->numpages > numpages);
689                 numpages -= cpa->numpages;
690                 cpa->vaddr += cpa->numpages * PAGE_SIZE;
691         }
692         return 0;
693 }
694
695 static inline int cache_attr(pgprot_t attr)
696 {
697         return pgprot_val(attr) &
698                 (_PAGE_PAT | _PAGE_PAT_LARGE | _PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
699 }
700
701 static int change_page_attr_set_clr(unsigned long addr, int numpages,
702                                     pgprot_t mask_set, pgprot_t mask_clr,
703                                     int force_split)
704 {
705         struct cpa_data cpa;
706         int ret, cache, checkalias;
707
708         /*
709          * Check, if we are requested to change a not supported
710          * feature:
711          */
712         mask_set = canon_pgprot(mask_set);
713         mask_clr = canon_pgprot(mask_clr);
714         if (!pgprot_val(mask_set) && !pgprot_val(mask_clr) && !force_split)
715                 return 0;
716
717         /* Ensure we are PAGE_SIZE aligned */
718         if (addr & ~PAGE_MASK) {
719                 addr &= PAGE_MASK;
720                 /*
721                  * People should not be passing in unaligned addresses:
722                  */
723                 WARN_ON_ONCE(1);
724         }
725
726         cpa.vaddr = addr;
727         cpa.numpages = numpages;
728         cpa.mask_set = mask_set;
729         cpa.mask_clr = mask_clr;
730         cpa.flushtlb = 0;
731         cpa.force_split = force_split;
732
733         /* No alias checking for _NX bit modifications */
734         checkalias = (pgprot_val(mask_set) | pgprot_val(mask_clr)) != _PAGE_NX;
735
736         ret = __change_page_attr_set_clr(&cpa, checkalias);
737
738         /*
739          * Check whether we really changed something:
740          */
741         if (!cpa.flushtlb)
742                 goto out;
743
744         /*
745          * No need to flush, when we did not set any of the caching
746          * attributes:
747          */
748         cache = cache_attr(mask_set);
749
750         /*
751          * On success we use clflush, when the CPU supports it to
752          * avoid the wbindv. If the CPU does not support it and in the
753          * error case we fall back to cpa_flush_all (which uses
754          * wbindv):
755          */
756         if (!ret && cpu_has_clflush)
757                 cpa_flush_range(addr, numpages, cache);
758         else
759                 cpa_flush_all(cache);
760
761 out:
762         cpa_fill_pool(NULL);
763
764         return ret;
765 }
766
767 static inline int change_page_attr_set(unsigned long addr, int numpages,
768                                        pgprot_t mask)
769 {
770         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, mask, __pgprot(0), 0);
771 }
772
773 static inline int change_page_attr_clear(unsigned long addr, int numpages,
774                                          pgprot_t mask)
775 {
776         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, __pgprot(0), mask, 0);
777 }
778
779 int _set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
780 {
781         /*
782          * for now UC MINUS. see comments in ioremap_nocache()
783          */
784         return change_page_attr_set(addr, numpages,
785                                     __pgprot(_PAGE_CACHE_UC_MINUS));
786 }
787
788 int set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
789 {
790         /*
791          * for now UC MINUS. see comments in ioremap_nocache()
792          */
793         if (reserve_memtype(addr, addr + numpages * PAGE_SIZE,
794                             _PAGE_CACHE_UC_MINUS, NULL))
795                 return -EINVAL;
796
797         return _set_memory_uc(addr, numpages);
798 }
799 EXPORT_SYMBOL(set_memory_uc);
800
801 int _set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
802 {
803         return change_page_attr_set(addr, numpages,
804                                     __pgprot(_PAGE_CACHE_WC));
805 }
806
807 int set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
808 {
809         if (!pat_wc_enabled)
810                 return set_memory_uc(addr, numpages);
811
812         if (reserve_memtype(addr, addr + numpages * PAGE_SIZE,
813                 _PAGE_CACHE_WC, NULL))
814                 return -EINVAL;
815
816         return _set_memory_wc(addr, numpages);
817 }
818 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wc);
819
820 int _set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
821 {
822         return change_page_attr_clear(addr, numpages,
823                                       __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK));
824 }
825
826 int set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
827 {
828         free_memtype(addr, addr + numpages * PAGE_SIZE);
829
830         return _set_memory_wb(addr, numpages);
831 }
832 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wb);
833
834 int set_memory_x(unsigned long addr, int numpages)
835 {
836         return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX));
837 }
838 EXPORT_SYMBOL(set_memory_x);
839
840 int set_memory_nx(unsigned long addr, int numpages)
841 {
842         return change_page_attr_set(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX));
843 }
844 EXPORT_SYMBOL(set_memory_nx);
845
846 int set_memory_ro(unsigned long addr, int numpages)
847 {
848         return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW));
849 }
850
851 int set_memory_rw(unsigned long addr, int numpages)
852 {
853         return change_page_attr_set(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW));
854 }
855
856 int set_memory_np(unsigned long addr, int numpages)
857 {
858         return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_PRESENT));
859 }
860
861 int set_memory_4k(unsigned long addr, int numpages)
862 {
863         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, __pgprot(0),
864                                         __pgprot(0), 1);
865 }
866
867 int set_pages_uc(struct page *page, int numpages)
868 {
869         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
870
871         return set_memory_uc(addr, numpages);
872 }
873 EXPORT_SYMBOL(set_pages_uc);
874
875 int set_pages_wb(struct page *page, int numpages)
876 {
877         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
878
879         return set_memory_wb(addr, numpages);
880 }
881 EXPORT_SYMBOL(set_pages_wb);
882
883 int set_pages_x(struct page *page, int numpages)
884 {
885         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
886
887         return set_memory_x(addr, numpages);
888 }
889 EXPORT_SYMBOL(set_pages_x);
890
891 int set_pages_nx(struct page *page, int numpages)
892 {
893         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
894
895         return set_memory_nx(addr, numpages);
896 }
897 EXPORT_SYMBOL(set_pages_nx);
898
899 int set_pages_ro(struct page *page, int numpages)
900 {
901         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
902
903         return set_memory_ro(addr, numpages);
904 }
905
906 int set_pages_rw(struct page *page, int numpages)
907 {
908         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
909
910         return set_memory_rw(addr, numpages);
911 }
912
913 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
914
915 static int __set_pages_p(struct page *page, int numpages)
916 {
917         struct cpa_data cpa = { .vaddr = (unsigned long) page_address(page),
918                                 .numpages = numpages,
919                                 .mask_set = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
920                                 .mask_clr = __pgprot(0)};
921
922         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 1);
923 }
924
925 static int __set_pages_np(struct page *page, int numpages)
926 {
927         struct cpa_data cpa = { .vaddr = (unsigned long) page_address(page),
928                                 .numpages = numpages,
929                                 .mask_set = __pgprot(0),
930                                 .mask_clr = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW)};
931
932         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 1);
933 }
934
935 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
936 {
937         if (PageHighMem(page))
938                 return;
939         if (!enable) {
940                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
941                                            numpages * PAGE_SIZE);
942         }
943
944         /*
945          * If page allocator is not up yet then do not call c_p_a():
946          */
947         if (!debug_pagealloc_enabled)
948                 return;
949
950         /*
951          * The return value is ignored as the calls cannot fail.
952          * Large pages are kept enabled at boot time, and are
953          * split up quickly with DEBUG_PAGEALLOC. If a splitup
954          * fails here (due to temporary memory shortage) no damage
955          * is done because we just keep the largepage intact up
956          * to the next attempt when it will likely be split up:
957          */
958         if (enable)
959                 __set_pages_p(page, numpages);
960         else
961                 __set_pages_np(page, numpages);
962
963         /*
964          * We should perform an IPI and flush all tlbs,
965          * but that can deadlock->flush only current cpu:
966          */
967         __flush_tlb_all();
968
969         /*
970          * Try to refill the page pool here. We can do this only after
971          * the tlb flush.
972          */
973         cpa_fill_pool(NULL);
974 }
975
976 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
977 static int dpa_show(struct seq_file *m, void *v)
978 {
979         seq_puts(m, "DEBUG_PAGEALLOC\n");
980         seq_printf(m, "pool_size     : %lu\n", pool_size);
981         seq_printf(m, "pool_pages    : %lu\n", pool_pages);
982         seq_printf(m, "pool_low      : %lu\n", pool_low);
983         seq_printf(m, "pool_used     : %lu\n", pool_used);
984         seq_printf(m, "pool_failed   : %lu\n", pool_failed);
985
986         return 0;
987 }
988
989 static int dpa_open(struct inode *inode, struct file *filp)
990 {
991         return single_open(filp, dpa_show, NULL);
992 }
993
994 static const struct file_operations dpa_fops = {
995         .open           = dpa_open,
996         .read           = seq_read,
997         .llseek         = seq_lseek,
998         .release        = single_release,
999 };
1000
1001 static int __init debug_pagealloc_proc_init(void)
1002 {
1003         struct dentry *de;
1004
1005         de = debugfs_create_file("debug_pagealloc", 0600, NULL, NULL,
1006                                  &dpa_fops);
1007         if (!de)
1008                 return -ENOMEM;
1009
1010         return 0;
1011 }
1012 __initcall(debug_pagealloc_proc_init);
1013 #endif
1014
1015 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1016
1017 bool kernel_page_present(struct page *page)
1018 {
1019         unsigned int level;
1020         pte_t *pte;
1021
1022         if (PageHighMem(page))
1023                 return false;
1024
1025         pte = lookup_address((unsigned long)page_address(page), &level);
1026         return (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT);
1027 }
1028
1029 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1030
1031 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
1032
1033 /*
1034  * The testcases use internal knowledge of the implementation that shouldn't
1035  * be exposed to the rest of the kernel. Include these directly here.
1036  */
1037 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
1038 #include "pageattr-test.c"
1039 #endif