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