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