x86: work around Fedora-11 x86-32 kernel failures on Intel Atom CPUs
[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             flags;
33         unsigned long   pfn;
34         unsigned        force_split : 1;
35         int             curpage;
36 };
37
38 /*
39  * Serialize cpa() (for !DEBUG_PAGEALLOC which uses large identity mappings)
40  * using cpa_lock. So that we don't allow any other cpu, with stale large tlb
41  * entries change the page attribute in parallel to some other cpu
42  * splitting a large page entry along with changing the attribute.
43  */
44 static DEFINE_SPINLOCK(cpa_lock);
45
46 #define CPA_FLUSHTLB 1
47 #define CPA_ARRAY 2
48
49 #ifdef CONFIG_PROC_FS
50 static unsigned long direct_pages_count[PG_LEVEL_NUM];
51
52 void update_page_count(int level, unsigned long pages)
53 {
54         unsigned long flags;
55
56         /* Protect against CPA */
57         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
58         direct_pages_count[level] += pages;
59         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
60 }
61
62 static void split_page_count(int level)
63 {
64         direct_pages_count[level]--;
65         direct_pages_count[level - 1] += PTRS_PER_PTE;
66 }
67
68 void arch_report_meminfo(struct seq_file *m)
69 {
70         seq_printf(m, "DirectMap4k:    %8lu kB\n",
71                         direct_pages_count[PG_LEVEL_4K] << 2);
72 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_X86_PAE)
73         seq_printf(m, "DirectMap2M:    %8lu kB\n",
74                         direct_pages_count[PG_LEVEL_2M] << 11);
75 #else
76         seq_printf(m, "DirectMap4M:    %8lu kB\n",
77                         direct_pages_count[PG_LEVEL_2M] << 12);
78 #endif
79 #ifdef CONFIG_X86_64
80         if (direct_gbpages)
81                 seq_printf(m, "DirectMap1G:    %8lu kB\n",
82                         direct_pages_count[PG_LEVEL_1G] << 20);
83 #endif
84 }
85 #else
86 static inline void split_page_count(int level) { }
87 #endif
88
89 #ifdef CONFIG_X86_64
90
91 static inline unsigned long highmap_start_pfn(void)
92 {
93         return __pa(_text) >> PAGE_SHIFT;
94 }
95
96 static inline unsigned long highmap_end_pfn(void)
97 {
98         return __pa(roundup((unsigned long)_end, PMD_SIZE)) >> PAGE_SHIFT;
99 }
100
101 #endif
102
103 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
104 # define debug_pagealloc 1
105 #else
106 # define debug_pagealloc 0
107 #endif
108
109 static inline int
110 within(unsigned long addr, unsigned long start, unsigned long end)
111 {
112         return addr >= start && addr < end;
113 }
114
115 /*
116  * Flushing functions
117  */
118
119 /**
120  * clflush_cache_range - flush a cache range with clflush
121  * @addr:       virtual start address
122  * @size:       number of bytes to flush
123  *
124  * clflush is an unordered instruction which needs fencing with mfence
125  * to avoid ordering issues.
126  */
127 void clflush_cache_range(void *vaddr, unsigned int size)
128 {
129         void *vend = vaddr + size - 1;
130
131         mb();
132
133         for (; vaddr < vend; vaddr += boot_cpu_data.x86_clflush_size)
134                 clflush(vaddr);
135         /*
136          * Flush any possible final partial cacheline:
137          */
138         clflush(vend);
139
140         mb();
141 }
142
143 static void __cpa_flush_all(void *arg)
144 {
145         unsigned long cache = (unsigned long)arg;
146
147         /*
148          * Flush all to work around Errata in early athlons regarding
149          * large page flushing.
150          */
151         __flush_tlb_all();
152
153         if (cache && boot_cpu_data.x86_model >= 4)
154                 wbinvd();
155 }
156
157 static void cpa_flush_all(unsigned long cache)
158 {
159         BUG_ON(irqs_disabled());
160
161         on_each_cpu(__cpa_flush_all, (void *) cache, 1);
162 }
163
164 static void __cpa_flush_range(void *arg)
165 {
166         /*
167          * We could optimize that further and do individual per page
168          * tlb invalidates for a low number of pages. Caveat: we must
169          * flush the high aliases on 64bit as well.
170          */
171         __flush_tlb_all();
172 }
173
174 static void cpa_flush_range(unsigned long start, int numpages, int cache)
175 {
176         unsigned int i, level;
177         unsigned long addr;
178
179         BUG_ON(irqs_disabled());
180         WARN_ON(PAGE_ALIGN(start) != start);
181
182         on_each_cpu(__cpa_flush_range, NULL, 1);
183
184         if (!cache)
185                 return;
186
187         /*
188          * We only need to flush on one CPU,
189          * clflush is a MESI-coherent instruction that
190          * will cause all other CPUs to flush the same
191          * cachelines:
192          */
193         for (i = 0, addr = start; i < numpages; i++, addr += PAGE_SIZE) {
194                 pte_t *pte = lookup_address(addr, &level);
195
196                 /*
197                  * Only flush present addresses:
198                  */
199                 if (pte && (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT))
200                         clflush_cache_range((void *) addr, PAGE_SIZE);
201         }
202 }
203
204 static void cpa_flush_array(unsigned long *start, int numpages, int cache)
205 {
206         unsigned int i, level;
207         unsigned long *addr;
208
209         BUG_ON(irqs_disabled());
210
211         on_each_cpu(__cpa_flush_range, NULL, 1);
212
213         if (!cache)
214                 return;
215
216         /* 4M threshold */
217         if (numpages >= 1024) {
218                 if (boot_cpu_data.x86_model >= 4)
219                         wbinvd();
220                 return;
221         }
222         /*
223          * We only need to flush on one CPU,
224          * clflush is a MESI-coherent instruction that
225          * will cause all other CPUs to flush the same
226          * cachelines:
227          */
228         for (i = 0, addr = start; i < numpages; i++, addr++) {
229                 pte_t *pte = lookup_address(*addr, &level);
230
231                 /*
232                  * Only flush present addresses:
233                  */
234                 if (pte && (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT))
235                         clflush_cache_range((void *) *addr, PAGE_SIZE);
236         }
237 }
238
239 /*
240  * Certain areas of memory on x86 require very specific protection flags,
241  * for example the BIOS area or kernel text. Callers don't always get this
242  * right (again, ioremap() on BIOS memory is not uncommon) so this function
243  * checks and fixes these known static required protection bits.
244  */
245 static inline pgprot_t static_protections(pgprot_t prot, unsigned long address,
246                                    unsigned long pfn)
247 {
248         pgprot_t forbidden = __pgprot(0);
249
250         /*
251          * The BIOS area between 640k and 1Mb needs to be executable for
252          * PCI BIOS based config access (CONFIG_PCI_GOBIOS) support.
253          */
254         if (within(pfn, BIOS_BEGIN >> PAGE_SHIFT, BIOS_END >> PAGE_SHIFT))
255                 pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_NX;
256
257         /*
258          * The kernel text needs to be executable for obvious reasons
259          * Does not cover __inittext since that is gone later on. On
260          * 64bit we do not enforce !NX on the low mapping
261          */
262         if (within(address, (unsigned long)_text, (unsigned long)_etext))
263                 pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_NX;
264
265         /*
266          * The .rodata section needs to be read-only. Using the pfn
267          * catches all aliases.
268          */
269         if (within(pfn, __pa((unsigned long)__start_rodata) >> PAGE_SHIFT,
270                    __pa((unsigned long)__end_rodata) >> PAGE_SHIFT))
271                 pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_RW;
272
273         prot = __pgprot(pgprot_val(prot) & ~pgprot_val(forbidden));
274
275         return prot;
276 }
277
278 /*
279  * Lookup the page table entry for a virtual address. Return a pointer
280  * to the entry and the level of the mapping.
281  *
282  * Note: We return pud and pmd either when the entry is marked large
283  * or when the present bit is not set. Otherwise we would return a
284  * pointer to a nonexisting mapping.
285  */
286 pte_t *lookup_address(unsigned long address, unsigned int *level)
287 {
288         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(address);
289         pud_t *pud;
290         pmd_t *pmd;
291
292         *level = PG_LEVEL_NONE;
293
294         if (pgd_none(*pgd))
295                 return NULL;
296
297         pud = pud_offset(pgd, address);
298         if (pud_none(*pud))
299                 return NULL;
300
301         *level = PG_LEVEL_1G;
302         if (pud_large(*pud) || !pud_present(*pud))
303                 return (pte_t *)pud;
304
305         pmd = pmd_offset(pud, address);
306         if (pmd_none(*pmd))
307                 return NULL;
308
309         *level = PG_LEVEL_2M;
310         if (pmd_large(*pmd) || !pmd_present(*pmd))
311                 return (pte_t *)pmd;
312
313         *level = PG_LEVEL_4K;
314
315         return pte_offset_kernel(pmd, address);
316 }
317 EXPORT_SYMBOL_GPL(lookup_address);
318
319 /*
320  * Set the new pmd in all the pgds we know about:
321  */
322 static void __set_pmd_pte(pte_t *kpte, unsigned long address, pte_t pte)
323 {
324         /* change init_mm */
325         set_pte_atomic(kpte, pte);
326 #ifdef CONFIG_X86_32
327         if (!SHARED_KERNEL_PMD) {
328                 struct page *page;
329
330                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
331                         pgd_t *pgd;
332                         pud_t *pud;
333                         pmd_t *pmd;
334
335                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
336                         pud = pud_offset(pgd, address);
337                         pmd = pmd_offset(pud, address);
338                         set_pte_atomic((pte_t *)pmd, pte);
339                 }
340         }
341 #endif
342 }
343
344 static int
345 try_preserve_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address,
346                         struct cpa_data *cpa)
347 {
348         unsigned long nextpage_addr, numpages, pmask, psize, flags, addr, pfn;
349         pte_t new_pte, old_pte, *tmp;
350         pgprot_t old_prot, new_prot;
351         int i, do_split = 1;
352         unsigned int level;
353
354         if (cpa->force_split)
355                 return 1;
356
357         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
358         /*
359          * Check for races, another CPU might have split this page
360          * up already:
361          */
362         tmp = lookup_address(address, &level);
363         if (tmp != kpte)
364                 goto out_unlock;
365
366         switch (level) {
367         case PG_LEVEL_2M:
368                 psize = PMD_PAGE_SIZE;
369                 pmask = PMD_PAGE_MASK;
370                 break;
371 #ifdef CONFIG_X86_64
372         case PG_LEVEL_1G:
373                 psize = PUD_PAGE_SIZE;
374                 pmask = PUD_PAGE_MASK;
375                 break;
376 #endif
377         default:
378                 do_split = -EINVAL;
379                 goto out_unlock;
380         }
381
382         /*
383          * Calculate the number of pages, which fit into this large
384          * page starting at address:
385          */
386         nextpage_addr = (address + psize) & pmask;
387         numpages = (nextpage_addr - address) >> PAGE_SHIFT;
388         if (numpages < cpa->numpages)
389                 cpa->numpages = numpages;
390
391         /*
392          * We are safe now. Check whether the new pgprot is the same:
393          */
394         old_pte = *kpte;
395         old_prot = new_prot = pte_pgprot(old_pte);
396
397         pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
398         pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
399
400         /*
401          * old_pte points to the large page base address. So we need
402          * to add the offset of the virtual address:
403          */
404         pfn = pte_pfn(old_pte) + ((address & (psize - 1)) >> PAGE_SHIFT);
405         cpa->pfn = pfn;
406
407         new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn);
408
409         /*
410          * We need to check the full range, whether
411          * static_protection() requires a different pgprot for one of
412          * the pages in the range we try to preserve:
413          */
414         addr = address + PAGE_SIZE;
415         pfn++;
416         for (i = 1; i < cpa->numpages; i++, addr += PAGE_SIZE, pfn++) {
417                 pgprot_t chk_prot = static_protections(new_prot, addr, pfn);
418
419                 if (pgprot_val(chk_prot) != pgprot_val(new_prot))
420                         goto out_unlock;
421         }
422
423         /*
424          * If there are no changes, return. maxpages has been updated
425          * above:
426          */
427         if (pgprot_val(new_prot) == pgprot_val(old_prot)) {
428                 do_split = 0;
429                 goto out_unlock;
430         }
431
432         /*
433          * We need to change the attributes. Check, whether we can
434          * change the large page in one go. We request a split, when
435          * the address is not aligned and the number of pages is
436          * smaller than the number of pages in the large page. Note
437          * that we limited the number of possible pages already to
438          * the number of pages in the large page.
439          */
440         if (address == (nextpage_addr - psize) && cpa->numpages == numpages) {
441                 /*
442                  * The address is aligned and the number of pages
443                  * covers the full page.
444                  */
445                 new_pte = pfn_pte(pte_pfn(old_pte), canon_pgprot(new_prot));
446                 __set_pmd_pte(kpte, address, new_pte);
447                 cpa->flags |= CPA_FLUSHTLB;
448                 do_split = 0;
449         }
450
451 out_unlock:
452         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
453
454         return do_split;
455 }
456
457 static int split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address)
458 {
459         unsigned long flags, pfn, pfninc = 1;
460         unsigned int i, level;
461         pte_t *pbase, *tmp;
462         pgprot_t ref_prot;
463         struct page *base;
464
465         if (!debug_pagealloc)
466                 spin_unlock(&cpa_lock);
467         base = alloc_pages(GFP_KERNEL, 0);
468         if (!debug_pagealloc)
469                 spin_lock(&cpa_lock);
470         if (!base)
471                 return -ENOMEM;
472
473         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
474         /*
475          * Check for races, another CPU might have split this page
476          * up for us already:
477          */
478         tmp = lookup_address(address, &level);
479         if (tmp != kpte)
480                 goto out_unlock;
481
482         pbase = (pte_t *)page_address(base);
483         paravirt_alloc_pte(&init_mm, page_to_pfn(base));
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         if (address >= (unsigned long)__va(0) &&
501                 address < (unsigned long)__va(max_low_pfn_mapped << PAGE_SHIFT))
502                 split_page_count(level);
503
504 #ifdef CONFIG_X86_64
505         if (address >= (unsigned long)__va(1UL<<32) &&
506                 address < (unsigned long)__va(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT))
507                 split_page_count(level);
508 #endif
509
510         /*
511          * Install the new, split up pagetable.
512          *
513          * We use the standard kernel pagetable protections for the new
514          * pagetable protections, the actual ptes set above control the
515          * primary protection behavior:
516          */
517         __set_pmd_pte(kpte, address, mk_pte(base, __pgprot(_KERNPG_TABLE)));
518
519         /*
520          * Intel Atom errata AAH41 workaround.
521          *
522          * The real fix should be in hw or in a microcode update, but
523          * we also probabilistically try to reduce the window of having
524          * a large TLB mixed with 4K TLBs while instruction fetches are
525          * going on.
526          */
527         __flush_tlb_all();
528
529         base = NULL;
530
531 out_unlock:
532         /*
533          * If we dropped out via the lookup_address check under
534          * pgd_lock then stick the page back into the pool:
535          */
536         if (base)
537                 __free_page(base);
538         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
539
540         return 0;
541 }
542
543 static int __cpa_process_fault(struct cpa_data *cpa, unsigned long vaddr,
544                                int primary)
545 {
546         /*
547          * Ignore all non primary paths.
548          */
549         if (!primary)
550                 return 0;
551
552         /*
553          * Ignore the NULL PTE for kernel identity mapping, as it is expected
554          * to have holes.
555          * Also set numpages to '1' indicating that we processed cpa req for
556          * one virtual address page and its pfn. TBD: numpages can be set based
557          * on the initial value and the level returned by lookup_address().
558          */
559         if (within(vaddr, PAGE_OFFSET,
560                    PAGE_OFFSET + (max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT))) {
561                 cpa->numpages = 1;
562                 cpa->pfn = __pa(vaddr) >> PAGE_SHIFT;
563                 return 0;
564         } else {
565                 WARN(1, KERN_WARNING "CPA: called for zero pte. "
566                         "vaddr = %lx cpa->vaddr = %lx\n", vaddr,
567                         *cpa->vaddr);
568
569                 return -EFAULT;
570         }
571 }
572
573 static int __change_page_attr(struct cpa_data *cpa, int primary)
574 {
575         unsigned long address;
576         int do_split, err;
577         unsigned int level;
578         pte_t *kpte, old_pte;
579
580         if (cpa->flags & CPA_ARRAY)
581                 address = cpa->vaddr[cpa->curpage];
582         else
583                 address = *cpa->vaddr;
584 repeat:
585         kpte = lookup_address(address, &level);
586         if (!kpte)
587                 return __cpa_process_fault(cpa, address, primary);
588
589         old_pte = *kpte;
590         if (!pte_val(old_pte))
591                 return __cpa_process_fault(cpa, address, primary);
592
593         if (level == PG_LEVEL_4K) {
594                 pte_t new_pte;
595                 pgprot_t new_prot = pte_pgprot(old_pte);
596                 unsigned long pfn = pte_pfn(old_pte);
597
598                 pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
599                 pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
600
601                 new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn);
602
603                 /*
604                  * We need to keep the pfn from the existing PTE,
605                  * after all we're only going to change it's attributes
606                  * not the memory it points to
607                  */
608                 new_pte = pfn_pte(pfn, canon_pgprot(new_prot));
609                 cpa->pfn = pfn;
610                 /*
611                  * Do we really change anything ?
612                  */
613                 if (pte_val(old_pte) != pte_val(new_pte)) {
614                         set_pte_atomic(kpte, new_pte);
615                         cpa->flags |= CPA_FLUSHTLB;
616                 }
617                 cpa->numpages = 1;
618                 return 0;
619         }
620
621         /*
622          * Check, whether we can keep the large page intact
623          * and just change the pte:
624          */
625         do_split = try_preserve_large_page(kpte, address, cpa);
626         /*
627          * When the range fits into the existing large page,
628          * return. cp->numpages and cpa->tlbflush have been updated in
629          * try_large_page:
630          */
631         if (do_split <= 0)
632                 return do_split;
633
634         /*
635          * We have to split the large page:
636          */
637         err = split_large_page(kpte, address);
638         if (!err) {
639                 /*
640                  * Do a global flush tlb after splitting the large page
641                  * and before we do the actual change page attribute in the PTE.
642                  *
643                  * With out this, we violate the TLB application note, that says
644                  * "The TLBs may contain both ordinary and large-page
645                  *  translations for a 4-KByte range of linear addresses. This
646                  *  may occur if software modifies the paging structures so that
647                  *  the page size used for the address range changes. If the two
648                  *  translations differ with respect to page frame or attributes
649                  *  (e.g., permissions), processor behavior is undefined and may
650                  *  be implementation-specific."
651                  *
652                  * We do this global tlb flush inside the cpa_lock, so that we
653                  * don't allow any other cpu, with stale tlb entries change the
654                  * page attribute in parallel, that also falls into the
655                  * just split large page entry.
656                  */
657                 flush_tlb_all();
658                 goto repeat;
659         }
660
661         return err;
662 }
663
664 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias);
665
666 static int cpa_process_alias(struct cpa_data *cpa)
667 {
668         struct cpa_data alias_cpa;
669         int ret = 0;
670         unsigned long temp_cpa_vaddr, vaddr;
671
672         if (cpa->pfn >= max_pfn_mapped)
673                 return 0;
674
675 #ifdef CONFIG_X86_64
676         if (cpa->pfn >= max_low_pfn_mapped && cpa->pfn < (1UL<<(32-PAGE_SHIFT)))
677                 return 0;
678 #endif
679         /*
680          * No need to redo, when the primary call touched the direct
681          * mapping already:
682          */
683         if (cpa->flags & CPA_ARRAY)
684                 vaddr = cpa->vaddr[cpa->curpage];
685         else
686                 vaddr = *cpa->vaddr;
687
688         if (!(within(vaddr, PAGE_OFFSET,
689                     PAGE_OFFSET + (max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT)))) {
690
691                 alias_cpa = *cpa;
692                 temp_cpa_vaddr = (unsigned long) __va(cpa->pfn << PAGE_SHIFT);
693                 alias_cpa.vaddr = &temp_cpa_vaddr;
694                 alias_cpa.flags &= ~CPA_ARRAY;
695
696
697                 ret = __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
698         }
699
700 #ifdef CONFIG_X86_64
701         if (ret)
702                 return ret;
703         /*
704          * No need to redo, when the primary call touched the high
705          * mapping already:
706          */
707         if (within(vaddr, (unsigned long) _text, (unsigned long) _end))
708                 return 0;
709
710         /*
711          * If the physical address is inside the kernel map, we need
712          * to touch the high mapped kernel as well:
713          */
714         if (!within(cpa->pfn, highmap_start_pfn(), highmap_end_pfn()))
715                 return 0;
716
717         alias_cpa = *cpa;
718         temp_cpa_vaddr = (cpa->pfn << PAGE_SHIFT) + __START_KERNEL_map - phys_base;
719         alias_cpa.vaddr = &temp_cpa_vaddr;
720         alias_cpa.flags &= ~CPA_ARRAY;
721
722         /*
723          * The high mapping range is imprecise, so ignore the return value.
724          */
725         __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
726 #endif
727         return ret;
728 }
729
730 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias)
731 {
732         int ret, numpages = cpa->numpages;
733
734         while (numpages) {
735                 /*
736                  * Store the remaining nr of pages for the large page
737                  * preservation check.
738                  */
739                 cpa->numpages = numpages;
740                 /* for array changes, we can't use large page */
741                 if (cpa->flags & CPA_ARRAY)
742                         cpa->numpages = 1;
743
744                 if (!debug_pagealloc)
745                         spin_lock(&cpa_lock);
746                 ret = __change_page_attr(cpa, checkalias);
747                 if (!debug_pagealloc)
748                         spin_unlock(&cpa_lock);
749                 if (ret)
750                         return ret;
751
752                 if (checkalias) {
753                         ret = cpa_process_alias(cpa);
754                         if (ret)
755                                 return ret;
756                 }
757
758                 /*
759                  * Adjust the number of pages with the result of the
760                  * CPA operation. Either a large page has been
761                  * preserved or a single page update happened.
762                  */
763                 BUG_ON(cpa->numpages > numpages);
764                 numpages -= cpa->numpages;
765                 if (cpa->flags & CPA_ARRAY)
766                         cpa->curpage++;
767                 else
768                         *cpa->vaddr += cpa->numpages * PAGE_SIZE;
769
770         }
771         return 0;
772 }
773
774 static inline int cache_attr(pgprot_t attr)
775 {
776         return pgprot_val(attr) &
777                 (_PAGE_PAT | _PAGE_PAT_LARGE | _PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
778 }
779
780 static int change_page_attr_set_clr(unsigned long *addr, int numpages,
781                                     pgprot_t mask_set, pgprot_t mask_clr,
782                                     int force_split, int array)
783 {
784         struct cpa_data cpa;
785         int ret, cache, checkalias;
786
787         /*
788          * Check, if we are requested to change a not supported
789          * feature:
790          */
791         mask_set = canon_pgprot(mask_set);
792         mask_clr = canon_pgprot(mask_clr);
793         if (!pgprot_val(mask_set) && !pgprot_val(mask_clr) && !force_split)
794                 return 0;
795
796         /* Ensure we are PAGE_SIZE aligned */
797         if (!array) {
798                 if (*addr & ~PAGE_MASK) {
799                         *addr &= PAGE_MASK;
800                         /*
801                          * People should not be passing in unaligned addresses:
802                          */
803                         WARN_ON_ONCE(1);
804                 }
805         } else {
806                 int i;
807                 for (i = 0; i < numpages; i++) {
808                         if (addr[i] & ~PAGE_MASK) {
809                                 addr[i] &= PAGE_MASK;
810                                 WARN_ON_ONCE(1);
811                         }
812                 }
813         }
814
815         /* Must avoid aliasing mappings in the highmem code */
816         kmap_flush_unused();
817
818         vm_unmap_aliases();
819
820         /*
821          * If we're called with lazy mmu updates enabled, the
822          * in-memory pte state may be stale.  Flush pending updates to
823          * bring them up to date.
824          */
825         arch_flush_lazy_mmu_mode();
826
827         cpa.vaddr = addr;
828         cpa.numpages = numpages;
829         cpa.mask_set = mask_set;
830         cpa.mask_clr = mask_clr;
831         cpa.flags = 0;
832         cpa.curpage = 0;
833         cpa.force_split = force_split;
834
835         if (array)
836                 cpa.flags |= CPA_ARRAY;
837
838         /* No alias checking for _NX bit modifications */
839         checkalias = (pgprot_val(mask_set) | pgprot_val(mask_clr)) != _PAGE_NX;
840
841         ret = __change_page_attr_set_clr(&cpa, checkalias);
842
843         /*
844          * Check whether we really changed something:
845          */
846         if (!(cpa.flags & CPA_FLUSHTLB))
847                 goto out;
848
849         /*
850          * No need to flush, when we did not set any of the caching
851          * attributes:
852          */
853         cache = cache_attr(mask_set);
854
855         /*
856          * On success we use clflush, when the CPU supports it to
857          * avoid the wbindv. If the CPU does not support it and in the
858          * error case we fall back to cpa_flush_all (which uses
859          * wbindv):
860          */
861         if (!ret && cpu_has_clflush) {
862                 if (cpa.flags & CPA_ARRAY)
863                         cpa_flush_array(addr, numpages, cache);
864                 else
865                         cpa_flush_range(*addr, numpages, cache);
866         } else
867                 cpa_flush_all(cache);
868
869         /*
870          * If we've been called with lazy mmu updates enabled, then
871          * make sure that everything gets flushed out before we
872          * return.
873          */
874         arch_flush_lazy_mmu_mode();
875
876 out:
877         return ret;
878 }
879
880 static inline int change_page_attr_set(unsigned long *addr, int numpages,
881                                        pgprot_t mask, int array)
882 {
883         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, mask, __pgprot(0), 0,
884                 array);
885 }
886
887 static inline int change_page_attr_clear(unsigned long *addr, int numpages,
888                                          pgprot_t mask, int array)
889 {
890         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, __pgprot(0), mask, 0,
891                 array);
892 }
893
894 int _set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
895 {
896         /*
897          * for now UC MINUS. see comments in ioremap_nocache()
898          */
899         return change_page_attr_set(&addr, numpages,
900                                     __pgprot(_PAGE_CACHE_UC_MINUS), 0);
901 }
902
903 int set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
904 {
905         /*
906          * for now UC MINUS. see comments in ioremap_nocache()
907          */
908         if (reserve_memtype(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE,
909                             _PAGE_CACHE_UC_MINUS, NULL))
910                 return -EINVAL;
911
912         return _set_memory_uc(addr, numpages);
913 }
914 EXPORT_SYMBOL(set_memory_uc);
915
916 int set_memory_array_uc(unsigned long *addr, int addrinarray)
917 {
918         unsigned long start;
919         unsigned long end;
920         int i;
921         /*
922          * for now UC MINUS. see comments in ioremap_nocache()
923          */
924         for (i = 0; i < addrinarray; i++) {
925                 start = __pa(addr[i]);
926                 for (end = start + PAGE_SIZE; i < addrinarray - 1; end += PAGE_SIZE) {
927                         if (end != __pa(addr[i + 1]))
928                                 break;
929                         i++;
930                 }
931                 if (reserve_memtype(start, end, _PAGE_CACHE_UC_MINUS, NULL))
932                         goto out;
933         }
934
935         return change_page_attr_set(addr, addrinarray,
936                                     __pgprot(_PAGE_CACHE_UC_MINUS), 1);
937 out:
938         for (i = 0; i < addrinarray; i++) {
939                 unsigned long tmp = __pa(addr[i]);
940
941                 if (tmp == start)
942                         break;
943                 for (end = tmp + PAGE_SIZE; i < addrinarray - 1; end += PAGE_SIZE) {
944                         if (end != __pa(addr[i + 1]))
945                                 break;
946                         i++;
947                 }
948                 free_memtype(tmp, end);
949         }
950         return -EINVAL;
951 }
952 EXPORT_SYMBOL(set_memory_array_uc);
953
954 int _set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
955 {
956         return change_page_attr_set(&addr, numpages,
957                                     __pgprot(_PAGE_CACHE_WC), 0);
958 }
959
960 int set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
961 {
962         if (!pat_enabled)
963                 return set_memory_uc(addr, numpages);
964
965         if (reserve_memtype(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE,
966                 _PAGE_CACHE_WC, NULL))
967                 return -EINVAL;
968
969         return _set_memory_wc(addr, numpages);
970 }
971 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wc);
972
973 int _set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
974 {
975         return change_page_attr_clear(&addr, numpages,
976                                       __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK), 0);
977 }
978
979 int set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
980 {
981         free_memtype(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE);
982
983         return _set_memory_wb(addr, numpages);
984 }
985 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wb);
986
987 int set_memory_array_wb(unsigned long *addr, int addrinarray)
988 {
989         int i;
990
991         for (i = 0; i < addrinarray; i++) {
992                 unsigned long start = __pa(addr[i]);
993                 unsigned long end;
994
995                 for (end = start + PAGE_SIZE; i < addrinarray - 1; end += PAGE_SIZE) {
996                         if (end != __pa(addr[i + 1]))
997                                 break;
998                         i++;
999                 }
1000                 free_memtype(start, end);
1001         }
1002         return change_page_attr_clear(addr, addrinarray,
1003                                       __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK), 1);
1004 }
1005 EXPORT_SYMBOL(set_memory_array_wb);
1006
1007 int set_memory_x(unsigned long addr, int numpages)
1008 {
1009         return change_page_attr_clear(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX), 0);
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL(set_memory_x);
1012
1013 int set_memory_nx(unsigned long addr, int numpages)
1014 {
1015         return change_page_attr_set(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX), 0);
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL(set_memory_nx);
1018
1019 int set_memory_ro(unsigned long addr, int numpages)
1020 {
1021         return change_page_attr_clear(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW), 0);
1022 }
1023 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_memory_ro);
1024
1025 int set_memory_rw(unsigned long addr, int numpages)
1026 {
1027         return change_page_attr_set(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW), 0);
1028 }
1029 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_memory_rw);
1030
1031 int set_memory_np(unsigned long addr, int numpages)
1032 {
1033         return change_page_attr_clear(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_PRESENT), 0);
1034 }
1035
1036 int set_memory_4k(unsigned long addr, int numpages)
1037 {
1038         return change_page_attr_set_clr(&addr, numpages, __pgprot(0),
1039                                         __pgprot(0), 1, 0);
1040 }
1041
1042 int set_pages_uc(struct page *page, int numpages)
1043 {
1044         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
1045
1046         return set_memory_uc(addr, numpages);
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL(set_pages_uc);
1049
1050 int set_pages_wb(struct page *page, int numpages)
1051 {
1052         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
1053
1054         return set_memory_wb(addr, numpages);
1055 }
1056 EXPORT_SYMBOL(set_pages_wb);
1057
1058 int set_pages_x(struct page *page, int numpages)
1059 {
1060         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
1061
1062         return set_memory_x(addr, numpages);
1063 }
1064 EXPORT_SYMBOL(set_pages_x);
1065
1066 int set_pages_nx(struct page *page, int numpages)
1067 {
1068         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
1069
1070         return set_memory_nx(addr, numpages);
1071 }
1072 EXPORT_SYMBOL(set_pages_nx);
1073
1074 int set_pages_ro(struct page *page, int numpages)
1075 {
1076         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
1077
1078         return set_memory_ro(addr, numpages);
1079 }
1080
1081 int set_pages_rw(struct page *page, int numpages)
1082 {
1083         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
1084
1085         return set_memory_rw(addr, numpages);
1086 }
1087
1088 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1089
1090 static int __set_pages_p(struct page *page, int numpages)
1091 {
1092         unsigned long tempaddr = (unsigned long) page_address(page);
1093         struct cpa_data cpa = { .vaddr = &tempaddr,
1094                                 .numpages = numpages,
1095                                 .mask_set = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
1096                                 .mask_clr = __pgprot(0),
1097                                 .flags = 0};
1098
1099         /*
1100          * No alias checking needed for setting present flag. otherwise,
1101          * we may need to break large pages for 64-bit kernel text
1102          * mappings (this adds to complexity if we want to do this from
1103          * atomic context especially). Let's keep it simple!
1104          */
1105         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
1106 }
1107
1108 static int __set_pages_np(struct page *page, int numpages)
1109 {
1110         unsigned long tempaddr = (unsigned long) page_address(page);
1111         struct cpa_data cpa = { .vaddr = &tempaddr,
1112                                 .numpages = numpages,
1113                                 .mask_set = __pgprot(0),
1114                                 .mask_clr = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
1115                                 .flags = 0};
1116
1117         /*
1118          * No alias checking needed for setting not present flag. otherwise,
1119          * we may need to break large pages for 64-bit kernel text
1120          * mappings (this adds to complexity if we want to do this from
1121          * atomic context especially). Let's keep it simple!
1122          */
1123         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
1124 }
1125
1126 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1127 {
1128         if (PageHighMem(page))
1129                 return;
1130         if (!enable) {
1131                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1132                                            numpages * PAGE_SIZE);
1133         }
1134
1135         /*
1136          * If page allocator is not up yet then do not call c_p_a():
1137          */
1138         if (!debug_pagealloc_enabled)
1139                 return;
1140
1141         /*
1142          * The return value is ignored as the calls cannot fail.
1143          * Large pages for identity mappings are not used at boot time
1144          * and hence no memory allocations during large page split.
1145          */
1146         if (enable)
1147                 __set_pages_p(page, numpages);
1148         else
1149                 __set_pages_np(page, numpages);
1150
1151         /*
1152          * We should perform an IPI and flush all tlbs,
1153          * but that can deadlock->flush only current cpu:
1154          */
1155         __flush_tlb_all();
1156 }
1157
1158 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1159
1160 bool kernel_page_present(struct page *page)
1161 {
1162         unsigned int level;
1163         pte_t *pte;
1164
1165         if (PageHighMem(page))
1166                 return false;
1167
1168         pte = lookup_address((unsigned long)page_address(page), &level);
1169         return (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT);
1170 }
1171
1172 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1173
1174 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
1175
1176 /*
1177  * The testcases use internal knowledge of the implementation that shouldn't
1178  * be exposed to the rest of the kernel. Include these directly here.
1179  */
1180 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
1181 #include "pageattr-test.c"
1182 #endif