x86: rename paravirt_alloc_pt etc after the pagetable structure
[linux-2.6.git] / 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
231 /*
232  * Set the new pmd in all the pgds we know about:
233  */
234 static void __set_pmd_pte(pte_t *kpte, unsigned long address, pte_t pte)
235 {
236         /* change init_mm */
237         set_pte_atomic(kpte, pte);
238 #ifdef CONFIG_X86_32
239         if (!SHARED_KERNEL_PMD) {
240                 struct page *page;
241
242                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
243                         pgd_t *pgd;
244                         pud_t *pud;
245                         pmd_t *pmd;
246
247                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
248                         pud = pud_offset(pgd, address);
249                         pmd = pmd_offset(pud, address);
250                         set_pte_atomic((pte_t *)pmd, pte);
251                 }
252         }
253 #endif
254 }
255
256 static int
257 try_preserve_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address,
258                         struct cpa_data *cpa)
259 {
260         unsigned long nextpage_addr, numpages, pmask, psize, flags, addr, pfn;
261         pte_t new_pte, old_pte, *tmp;
262         pgprot_t old_prot, new_prot;
263         int i, do_split = 1;
264         unsigned int level;
265
266         if (cpa->force_split)
267                 return 1;
268
269         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
270         /*
271          * Check for races, another CPU might have split this page
272          * up already:
273          */
274         tmp = lookup_address(address, &level);
275         if (tmp != kpte)
276                 goto out_unlock;
277
278         switch (level) {
279         case PG_LEVEL_2M:
280                 psize = PMD_PAGE_SIZE;
281                 pmask = PMD_PAGE_MASK;
282                 break;
283 #ifdef CONFIG_X86_64
284         case PG_LEVEL_1G:
285                 psize = PUD_PAGE_SIZE;
286                 pmask = PUD_PAGE_MASK;
287                 break;
288 #endif
289         default:
290                 do_split = -EINVAL;
291                 goto out_unlock;
292         }
293
294         /*
295          * Calculate the number of pages, which fit into this large
296          * page starting at address:
297          */
298         nextpage_addr = (address + psize) & pmask;
299         numpages = (nextpage_addr - address) >> PAGE_SHIFT;
300         if (numpages < cpa->numpages)
301                 cpa->numpages = numpages;
302
303         /*
304          * We are safe now. Check whether the new pgprot is the same:
305          */
306         old_pte = *kpte;
307         old_prot = new_prot = pte_pgprot(old_pte);
308
309         pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
310         pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
311
312         /*
313          * old_pte points to the large page base address. So we need
314          * to add the offset of the virtual address:
315          */
316         pfn = pte_pfn(old_pte) + ((address & (psize - 1)) >> PAGE_SHIFT);
317         cpa->pfn = pfn;
318
319         new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn);
320
321         /*
322          * We need to check the full range, whether
323          * static_protection() requires a different pgprot for one of
324          * the pages in the range we try to preserve:
325          */
326         addr = address + PAGE_SIZE;
327         pfn++;
328         for (i = 1; i < cpa->numpages; i++, addr += PAGE_SIZE, pfn++) {
329                 pgprot_t chk_prot = static_protections(new_prot, addr, pfn);
330
331                 if (pgprot_val(chk_prot) != pgprot_val(new_prot))
332                         goto out_unlock;
333         }
334
335         /*
336          * If there are no changes, return. maxpages has been updated
337          * above:
338          */
339         if (pgprot_val(new_prot) == pgprot_val(old_prot)) {
340                 do_split = 0;
341                 goto out_unlock;
342         }
343
344         /*
345          * We need to change the attributes. Check, whether we can
346          * change the large page in one go. We request a split, when
347          * the address is not aligned and the number of pages is
348          * smaller than the number of pages in the large page. Note
349          * that we limited the number of possible pages already to
350          * the number of pages in the large page.
351          */
352         if (address == (nextpage_addr - psize) && cpa->numpages == numpages) {
353                 /*
354                  * The address is aligned and the number of pages
355                  * covers the full page.
356                  */
357                 new_pte = pfn_pte(pte_pfn(old_pte), canon_pgprot(new_prot));
358                 __set_pmd_pte(kpte, address, new_pte);
359                 cpa->flushtlb = 1;
360                 do_split = 0;
361         }
362
363 out_unlock:
364         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
365
366         return do_split;
367 }
368
369 static LIST_HEAD(page_pool);
370 static unsigned long pool_size, pool_pages, pool_low;
371 static unsigned long pool_used, pool_failed;
372
373 static void cpa_fill_pool(struct page **ret)
374 {
375         gfp_t gfp = GFP_KERNEL;
376         unsigned long flags;
377         struct page *p;
378
379         /*
380          * Avoid recursion (on debug-pagealloc) and also signal
381          * our priority to get to these pagetables:
382          */
383         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
384                 return;
385         current->flags |= PF_MEMALLOC;
386
387         /*
388          * Allocate atomically from atomic contexts:
389          */
390         if (in_atomic() || irqs_disabled() || debug_pagealloc)
391                 gfp =  GFP_ATOMIC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
392
393         while (pool_pages < pool_size || (ret && !*ret)) {
394                 p = alloc_pages(gfp, 0);
395                 if (!p) {
396                         pool_failed++;
397                         break;
398                 }
399                 /*
400                  * If the call site needs a page right now, provide it:
401                  */
402                 if (ret && !*ret) {
403                         *ret = p;
404                         continue;
405                 }
406                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
407                 list_add(&p->lru, &page_pool);
408                 pool_pages++;
409                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
410         }
411
412         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
413 }
414
415 #define SHIFT_MB                (20 - PAGE_SHIFT)
416 #define ROUND_MB_GB             ((1 << 10) - 1)
417 #define SHIFT_MB_GB             10
418 #define POOL_PAGES_PER_GB       16
419
420 void __init cpa_init(void)
421 {
422         struct sysinfo si;
423         unsigned long gb;
424
425         si_meminfo(&si);
426         /*
427          * Calculate the number of pool pages:
428          *
429          * Convert totalram (nr of pages) to MiB and round to the next
430          * GiB. Shift MiB to Gib and multiply the result by
431          * POOL_PAGES_PER_GB:
432          */
433         if (debug_pagealloc) {
434                 gb = ((si.totalram >> SHIFT_MB) + ROUND_MB_GB) >> SHIFT_MB_GB;
435                 pool_size = POOL_PAGES_PER_GB * gb;
436         } else {
437                 pool_size = 1;
438         }
439         pool_low = pool_size;
440
441         cpa_fill_pool(NULL);
442         printk(KERN_DEBUG
443                "CPA: page pool initialized %lu of %lu pages preallocated\n",
444                pool_pages, pool_size);
445 }
446
447 static int split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address)
448 {
449         unsigned long flags, pfn, pfninc = 1;
450         unsigned int i, level;
451         pte_t *pbase, *tmp;
452         pgprot_t ref_prot;
453         struct page *base;
454
455         /*
456          * Get a page from the pool. The pool list is protected by the
457          * pgd_lock, which we have to take anyway for the split
458          * operation:
459          */
460         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
461         if (list_empty(&page_pool)) {
462                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
463                 base = NULL;
464                 cpa_fill_pool(&base);
465                 if (!base)
466                         return -ENOMEM;
467                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
468         } else {
469                 base = list_first_entry(&page_pool, struct page, lru);
470                 list_del(&base->lru);
471                 pool_pages--;
472
473                 if (pool_pages < pool_low)
474                         pool_low = pool_pages;
475         }
476
477         /*
478          * Check for races, another CPU might have split this page
479          * up for us already:
480          */
481         tmp = lookup_address(address, &level);
482         if (tmp != kpte)
483                 goto out_unlock;
484
485         pbase = (pte_t *)page_address(base);
486         paravirt_alloc_pte(&init_mm, page_to_pfn(base));
487         ref_prot = pte_pgprot(pte_clrhuge(*kpte));
488
489 #ifdef CONFIG_X86_64
490         if (level == PG_LEVEL_1G) {
491                 pfninc = PMD_PAGE_SIZE >> PAGE_SHIFT;
492                 pgprot_val(ref_prot) |= _PAGE_PSE;
493         }
494 #endif
495
496         /*
497          * Get the target pfn from the original entry:
498          */
499         pfn = pte_pfn(*kpte);
500         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++, pfn += pfninc)
501                 set_pte(&pbase[i], pfn_pte(pfn, ref_prot));
502
503         /*
504          * Install the new, split up pagetable. Important details here:
505          *
506          * On Intel the NX bit of all levels must be cleared to make a
507          * page executable. See section 4.13.2 of Intel 64 and IA-32
508          * Architectures Software Developer's Manual).
509          *
510          * Mark the entry present. The current mapping might be
511          * set to not present, which we preserved above.
512          */
513         ref_prot = pte_pgprot(pte_mkexec(pte_clrhuge(*kpte)));
514         pgprot_val(ref_prot) |= _PAGE_PRESENT;
515         __set_pmd_pte(kpte, address, mk_pte(base, ref_prot));
516         base = NULL;
517
518 out_unlock:
519         /*
520          * If we dropped out via the lookup_address check under
521          * pgd_lock then stick the page back into the pool:
522          */
523         if (base) {
524                 list_add(&base->lru, &page_pool);
525                 pool_pages++;
526         } else
527                 pool_used++;
528         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
529
530         return 0;
531 }
532
533 static int __change_page_attr(struct cpa_data *cpa, int primary)
534 {
535         unsigned long address = cpa->vaddr;
536         int do_split, err;
537         unsigned int level;
538         pte_t *kpte, old_pte;
539
540 repeat:
541         kpte = lookup_address(address, &level);
542         if (!kpte)
543                 return 0;
544
545         old_pte = *kpte;
546         if (!pte_val(old_pte)) {
547                 if (!primary)
548                         return 0;
549                 printk(KERN_WARNING "CPA: called for zero pte. "
550                        "vaddr = %lx cpa->vaddr = %lx\n", address,
551                        cpa->vaddr);
552                 WARN_ON(1);
553                 return -EINVAL;
554         }
555
556         if (level == PG_LEVEL_4K) {
557                 pte_t new_pte;
558                 pgprot_t new_prot = pte_pgprot(old_pte);
559                 unsigned long pfn = pte_pfn(old_pte);
560
561                 pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
562                 pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
563
564                 new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn);
565
566                 /*
567                  * We need to keep the pfn from the existing PTE,
568                  * after all we're only going to change it's attributes
569                  * not the memory it points to
570                  */
571                 new_pte = pfn_pte(pfn, canon_pgprot(new_prot));
572                 cpa->pfn = pfn;
573                 /*
574                  * Do we really change anything ?
575                  */
576                 if (pte_val(old_pte) != pte_val(new_pte)) {
577                         set_pte_atomic(kpte, new_pte);
578                         cpa->flushtlb = 1;
579                 }
580                 cpa->numpages = 1;
581                 return 0;
582         }
583
584         /*
585          * Check, whether we can keep the large page intact
586          * and just change the pte:
587          */
588         do_split = try_preserve_large_page(kpte, address, cpa);
589         /*
590          * When the range fits into the existing large page,
591          * return. cp->numpages and cpa->tlbflush have been updated in
592          * try_large_page:
593          */
594         if (do_split <= 0)
595                 return do_split;
596
597         /*
598          * We have to split the large page:
599          */
600         err = split_large_page(kpte, address);
601         if (!err) {
602                 cpa->flushtlb = 1;
603                 goto repeat;
604         }
605
606         return err;
607 }
608
609 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias);
610
611 static int cpa_process_alias(struct cpa_data *cpa)
612 {
613         struct cpa_data alias_cpa;
614         int ret = 0;
615
616         if (cpa->pfn > max_pfn_mapped)
617                 return 0;
618
619         /*
620          * No need to redo, when the primary call touched the direct
621          * mapping already:
622          */
623         if (!within(cpa->vaddr, PAGE_OFFSET,
624                     PAGE_OFFSET + (max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT))) {
625
626                 alias_cpa = *cpa;
627                 alias_cpa.vaddr = (unsigned long) __va(cpa->pfn << PAGE_SHIFT);
628
629                 ret = __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
630         }
631
632 #ifdef CONFIG_X86_64
633         if (ret)
634                 return ret;
635         /*
636          * No need to redo, when the primary call touched the high
637          * mapping already:
638          */
639         if (within(cpa->vaddr, (unsigned long) _text, (unsigned long) _end))
640                 return 0;
641
642         /*
643          * If the physical address is inside the kernel map, we need
644          * to touch the high mapped kernel as well:
645          */
646         if (!within(cpa->pfn, highmap_start_pfn(), highmap_end_pfn()))
647                 return 0;
648
649         alias_cpa = *cpa;
650         alias_cpa.vaddr =
651                 (cpa->pfn << PAGE_SHIFT) + __START_KERNEL_map - phys_base;
652
653         /*
654          * The high mapping range is imprecise, so ignore the return value.
655          */
656         __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
657 #endif
658         return ret;
659 }
660
661 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias)
662 {
663         int ret, numpages = cpa->numpages;
664
665         while (numpages) {
666                 /*
667                  * Store the remaining nr of pages for the large page
668                  * preservation check.
669                  */
670                 cpa->numpages = numpages;
671
672                 ret = __change_page_attr(cpa, checkalias);
673                 if (ret)
674                         return ret;
675
676                 if (checkalias) {
677                         ret = cpa_process_alias(cpa);
678                         if (ret)
679                                 return ret;
680                 }
681
682                 /*
683                  * Adjust the number of pages with the result of the
684                  * CPA operation. Either a large page has been
685                  * preserved or a single page update happened.
686                  */
687                 BUG_ON(cpa->numpages > numpages);
688                 numpages -= cpa->numpages;
689                 cpa->vaddr += cpa->numpages * PAGE_SIZE;
690         }
691         return 0;
692 }
693
694 static inline int cache_attr(pgprot_t attr)
695 {
696         return pgprot_val(attr) &
697                 (_PAGE_PAT | _PAGE_PAT_LARGE | _PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
698 }
699
700 static int change_page_attr_set_clr(unsigned long addr, int numpages,
701                                     pgprot_t mask_set, pgprot_t mask_clr,
702                                     int force_split)
703 {
704         struct cpa_data cpa;
705         int ret, cache, checkalias;
706
707         /*
708          * Check, if we are requested to change a not supported
709          * feature:
710          */
711         mask_set = canon_pgprot(mask_set);
712         mask_clr = canon_pgprot(mask_clr);
713         if (!pgprot_val(mask_set) && !pgprot_val(mask_clr) && !force_split)
714                 return 0;
715
716         /* Ensure we are PAGE_SIZE aligned */
717         if (addr & ~PAGE_MASK) {
718                 addr &= PAGE_MASK;
719                 /*
720                  * People should not be passing in unaligned addresses:
721                  */
722                 WARN_ON_ONCE(1);
723         }
724
725         cpa.vaddr = addr;
726         cpa.numpages = numpages;
727         cpa.mask_set = mask_set;
728         cpa.mask_clr = mask_clr;
729         cpa.flushtlb = 0;
730         cpa.force_split = force_split;
731
732         /* No alias checking for _NX bit modifications */
733         checkalias = (pgprot_val(mask_set) | pgprot_val(mask_clr)) != _PAGE_NX;
734
735         ret = __change_page_attr_set_clr(&cpa, checkalias);
736
737         /*
738          * Check whether we really changed something:
739          */
740         if (!cpa.flushtlb)
741                 goto out;
742
743         /*
744          * No need to flush, when we did not set any of the caching
745          * attributes:
746          */
747         cache = cache_attr(mask_set);
748
749         /*
750          * On success we use clflush, when the CPU supports it to
751          * avoid the wbindv. If the CPU does not support it and in the
752          * error case we fall back to cpa_flush_all (which uses
753          * wbindv):
754          */
755         if (!ret && cpu_has_clflush)
756                 cpa_flush_range(addr, numpages, cache);
757         else
758                 cpa_flush_all(cache);
759
760 out:
761         cpa_fill_pool(NULL);
762
763         return ret;
764 }
765
766 static inline int change_page_attr_set(unsigned long addr, int numpages,
767                                        pgprot_t mask)
768 {
769         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, mask, __pgprot(0), 0);
770 }
771
772 static inline int change_page_attr_clear(unsigned long addr, int numpages,
773                                          pgprot_t mask)
774 {
775         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, __pgprot(0), mask, 0);
776 }
777
778 int _set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
779 {
780         return change_page_attr_set(addr, numpages,
781                                     __pgprot(_PAGE_CACHE_UC));
782 }
783
784 int set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
785 {
786         if (reserve_memtype(addr, addr + numpages * PAGE_SIZE,
787                             _PAGE_CACHE_UC, NULL))
788                 return -EINVAL;
789
790         return _set_memory_uc(addr, numpages);
791 }
792 EXPORT_SYMBOL(set_memory_uc);
793
794 int _set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
795 {
796         return change_page_attr_set(addr, numpages,
797                                     __pgprot(_PAGE_CACHE_WC));
798 }
799
800 int set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
801 {
802         if (!pat_wc_enabled)
803                 return set_memory_uc(addr, numpages);
804
805         if (reserve_memtype(addr, addr + numpages * PAGE_SIZE,
806                 _PAGE_CACHE_WC, NULL))
807                 return -EINVAL;
808
809         return _set_memory_wc(addr, numpages);
810 }
811 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wc);
812
813 int _set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
814 {
815         return change_page_attr_clear(addr, numpages,
816                                       __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK));
817 }
818
819 int set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
820 {
821         free_memtype(addr, addr + numpages * PAGE_SIZE);
822
823         return _set_memory_wb(addr, numpages);
824 }
825 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wb);
826
827 int set_memory_x(unsigned long addr, int numpages)
828 {
829         return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX));
830 }
831 EXPORT_SYMBOL(set_memory_x);
832
833 int set_memory_nx(unsigned long addr, int numpages)
834 {
835         return change_page_attr_set(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX));
836 }
837 EXPORT_SYMBOL(set_memory_nx);
838
839 int set_memory_ro(unsigned long addr, int numpages)
840 {
841         return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW));
842 }
843
844 int set_memory_rw(unsigned long addr, int numpages)
845 {
846         return change_page_attr_set(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW));
847 }
848
849 int set_memory_np(unsigned long addr, int numpages)
850 {
851         return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_PRESENT));
852 }
853
854 int set_memory_4k(unsigned long addr, int numpages)
855 {
856         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, __pgprot(0),
857                                         __pgprot(0), 1);
858 }
859
860 int set_pages_uc(struct page *page, int numpages)
861 {
862         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
863
864         return set_memory_uc(addr, numpages);
865 }
866 EXPORT_SYMBOL(set_pages_uc);
867
868 int set_pages_wb(struct page *page, int numpages)
869 {
870         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
871
872         return set_memory_wb(addr, numpages);
873 }
874 EXPORT_SYMBOL(set_pages_wb);
875
876 int set_pages_x(struct page *page, int numpages)
877 {
878         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
879
880         return set_memory_x(addr, numpages);
881 }
882 EXPORT_SYMBOL(set_pages_x);
883
884 int set_pages_nx(struct page *page, int numpages)
885 {
886         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
887
888         return set_memory_nx(addr, numpages);
889 }
890 EXPORT_SYMBOL(set_pages_nx);
891
892 int set_pages_ro(struct page *page, int numpages)
893 {
894         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
895
896         return set_memory_ro(addr, numpages);
897 }
898
899 int set_pages_rw(struct page *page, int numpages)
900 {
901         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
902
903         return set_memory_rw(addr, numpages);
904 }
905
906 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
907
908 static int __set_pages_p(struct page *page, int numpages)
909 {
910         struct cpa_data cpa = { .vaddr = (unsigned long) page_address(page),
911                                 .numpages = numpages,
912                                 .mask_set = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
913                                 .mask_clr = __pgprot(0)};
914
915         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 1);
916 }
917
918 static int __set_pages_np(struct page *page, int numpages)
919 {
920         struct cpa_data cpa = { .vaddr = (unsigned long) page_address(page),
921                                 .numpages = numpages,
922                                 .mask_set = __pgprot(0),
923                                 .mask_clr = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW)};
924
925         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 1);
926 }
927
928 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
929 {
930         if (PageHighMem(page))
931                 return;
932         if (!enable) {
933                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
934                                            numpages * PAGE_SIZE);
935         }
936
937         /*
938          * If page allocator is not up yet then do not call c_p_a():
939          */
940         if (!debug_pagealloc_enabled)
941                 return;
942
943         /*
944          * The return value is ignored as the calls cannot fail.
945          * Large pages are kept enabled at boot time, and are
946          * split up quickly with DEBUG_PAGEALLOC. If a splitup
947          * fails here (due to temporary memory shortage) no damage
948          * is done because we just keep the largepage intact up
949          * to the next attempt when it will likely be split up:
950          */
951         if (enable)
952                 __set_pages_p(page, numpages);
953         else
954                 __set_pages_np(page, numpages);
955
956         /*
957          * We should perform an IPI and flush all tlbs,
958          * but that can deadlock->flush only current cpu:
959          */
960         __flush_tlb_all();
961
962         /*
963          * Try to refill the page pool here. We can do this only after
964          * the tlb flush.
965          */
966         cpa_fill_pool(NULL);
967 }
968
969 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
970 static int dpa_show(struct seq_file *m, void *v)
971 {
972         seq_puts(m, "DEBUG_PAGEALLOC\n");
973         seq_printf(m, "pool_size     : %lu\n", pool_size);
974         seq_printf(m, "pool_pages    : %lu\n", pool_pages);
975         seq_printf(m, "pool_low      : %lu\n", pool_low);
976         seq_printf(m, "pool_used     : %lu\n", pool_used);
977         seq_printf(m, "pool_failed   : %lu\n", pool_failed);
978
979         return 0;
980 }
981
982 static int dpa_open(struct inode *inode, struct file *filp)
983 {
984         return single_open(filp, dpa_show, NULL);
985 }
986
987 static const struct file_operations dpa_fops = {
988         .open           = dpa_open,
989         .read           = seq_read,
990         .llseek         = seq_lseek,
991         .release        = single_release,
992 };
993
994 int __init debug_pagealloc_proc_init(void)
995 {
996         struct dentry *de;
997
998         de = debugfs_create_file("debug_pagealloc", 0600, NULL, NULL,
999                                  &dpa_fops);
1000         if (!de)
1001                 return -ENOMEM;
1002
1003         return 0;
1004 }
1005 __initcall(debug_pagealloc_proc_init);
1006 #endif
1007
1008 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1009
1010 bool kernel_page_present(struct page *page)
1011 {
1012         unsigned int level;
1013         pte_t *pte;
1014
1015         if (PageHighMem(page))
1016                 return false;
1017
1018         pte = lookup_address((unsigned long)page_address(page), &level);
1019         return (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT);
1020 }
1021
1022 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1023
1024 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
1025
1026 /*
1027  * The testcases use internal knowledge of the implementation that shouldn't
1028  * be exposed to the rest of the kernel. Include these directly here.
1029  */
1030 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
1031 #include "pageattr-test.c"
1032 #endif