xen: unitialised return value in xenbus_write_transaction
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / pat.c
1 /*
2  * Handle caching attributes in page tables (PAT)
3  *
4  * Authors: Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
5  *          Suresh B Siddha <suresh.b.siddha@intel.com>
6  *
7  * Loosely based on earlier PAT patchset from Eric Biederman and Andi Kleen.
8  */
9
10 #include <linux/seq_file.h>
11 #include <linux/bootmem.h>
12 #include <linux/debugfs.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/gfp.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/fs.h>
17
18 #include <asm/cacheflush.h>
19 #include <asm/processor.h>
20 #include <asm/tlbflush.h>
21 #include <asm/pgtable.h>
22 #include <asm/fcntl.h>
23 #include <asm/e820.h>
24 #include <asm/mtrr.h>
25 #include <asm/page.h>
26 #include <asm/msr.h>
27 #include <asm/pat.h>
28 #include <asm/io.h>
29
30 #ifdef CONFIG_X86_PAT
31 int __read_mostly pat_enabled = 1;
32
33 void __cpuinit pat_disable(char *reason)
34 {
35         pat_enabled = 0;
36         printk(KERN_INFO "%s\n", reason);
37 }
38
39 static int __init nopat(char *str)
40 {
41         pat_disable("PAT support disabled.");
42         return 0;
43 }
44 early_param("nopat", nopat);
45 #endif
46
47
48 static int debug_enable;
49
50 static int __init pat_debug_setup(char *str)
51 {
52         debug_enable = 1;
53         return 0;
54 }
55 __setup("debugpat", pat_debug_setup);
56
57 #define dprintk(fmt, arg...) \
58         do { if (debug_enable) printk(KERN_INFO fmt, ##arg); } while (0)
59
60
61 static u64 __read_mostly boot_pat_state;
62
63 enum {
64         PAT_UC = 0,             /* uncached */
65         PAT_WC = 1,             /* Write combining */
66         PAT_WT = 4,             /* Write Through */
67         PAT_WP = 5,             /* Write Protected */
68         PAT_WB = 6,             /* Write Back (default) */
69         PAT_UC_MINUS = 7,       /* UC, but can be overriden by MTRR */
70 };
71
72 #define PAT(x, y)       ((u64)PAT_ ## y << ((x)*8))
73
74 void pat_init(void)
75 {
76         u64 pat;
77
78         if (!pat_enabled)
79                 return;
80
81         /* Paranoia check. */
82         if (!cpu_has_pat && boot_pat_state) {
83                 /*
84                  * If this happens we are on a secondary CPU, but
85                  * switched to PAT on the boot CPU. We have no way to
86                  * undo PAT.
87                  */
88                 printk(KERN_ERR "PAT enabled, "
89                        "but not supported by secondary CPU\n");
90                 BUG();
91         }
92
93         /* Set PWT to Write-Combining. All other bits stay the same */
94         /*
95          * PTE encoding used in Linux:
96          *      PAT
97          *      |PCD
98          *      ||PWT
99          *      |||
100          *      000 WB          _PAGE_CACHE_WB
101          *      001 WC          _PAGE_CACHE_WC
102          *      010 UC-         _PAGE_CACHE_UC_MINUS
103          *      011 UC          _PAGE_CACHE_UC
104          * PAT bit unused
105          */
106         pat = PAT(0, WB) | PAT(1, WC) | PAT(2, UC_MINUS) | PAT(3, UC) |
107               PAT(4, WB) | PAT(5, WC) | PAT(6, UC_MINUS) | PAT(7, UC);
108
109         /* Boot CPU check */
110         if (!boot_pat_state)
111                 rdmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, boot_pat_state);
112
113         wrmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, pat);
114         printk(KERN_INFO "x86 PAT enabled: cpu %d, old 0x%Lx, new 0x%Lx\n",
115                smp_processor_id(), boot_pat_state, pat);
116 }
117
118 #undef PAT
119
120 static char *cattr_name(unsigned long flags)
121 {
122         switch (flags & _PAGE_CACHE_MASK) {
123         case _PAGE_CACHE_UC:            return "uncached";
124         case _PAGE_CACHE_UC_MINUS:      return "uncached-minus";
125         case _PAGE_CACHE_WB:            return "write-back";
126         case _PAGE_CACHE_WC:            return "write-combining";
127         default:                        return "broken";
128         }
129 }
130
131 /*
132  * The global memtype list keeps track of memory type for specific
133  * physical memory areas. Conflicting memory types in different
134  * mappings can cause CPU cache corruption. To avoid this we keep track.
135  *
136  * The list is sorted based on starting address and can contain multiple
137  * entries for each address (this allows reference counting for overlapping
138  * areas). All the aliases have the same cache attributes of course.
139  * Zero attributes are represented as holes.
140  *
141  * Currently the data structure is a list because the number of mappings
142  * are expected to be relatively small. If this should be a problem
143  * it could be changed to a rbtree or similar.
144  *
145  * memtype_lock protects the whole list.
146  */
147
148 struct memtype {
149         u64                     start;
150         u64                     end;
151         unsigned long           type;
152         struct list_head        nd;
153 };
154
155 static LIST_HEAD(memtype_list);
156 static DEFINE_SPINLOCK(memtype_lock);   /* protects memtype list */
157
158 /*
159  * Does intersection of PAT memory type and MTRR memory type and returns
160  * the resulting memory type as PAT understands it.
161  * (Type in pat and mtrr will not have same value)
162  * The intersection is based on "Effective Memory Type" tables in IA-32
163  * SDM vol 3a
164  */
165 static unsigned long pat_x_mtrr_type(u64 start, u64 end, unsigned long req_type)
166 {
167         /*
168          * Look for MTRR hint to get the effective type in case where PAT
169          * request is for WB.
170          */
171         if (req_type == _PAGE_CACHE_WB) {
172                 u8 mtrr_type;
173
174                 mtrr_type = mtrr_type_lookup(start, end);
175                 if (mtrr_type == MTRR_TYPE_UNCACHABLE)
176                         return _PAGE_CACHE_UC;
177                 if (mtrr_type == MTRR_TYPE_WRCOMB)
178                         return _PAGE_CACHE_WC;
179         }
180
181         return req_type;
182 }
183
184 static int
185 chk_conflict(struct memtype *new, struct memtype *entry, unsigned long *type)
186 {
187         if (new->type != entry->type) {
188                 if (type) {
189                         new->type = entry->type;
190                         *type = entry->type;
191                 } else
192                         goto conflict;
193         }
194
195          /* check overlaps with more than one entry in the list */
196         list_for_each_entry_continue(entry, &memtype_list, nd) {
197                 if (new->end <= entry->start)
198                         break;
199                 else if (new->type != entry->type)
200                         goto conflict;
201         }
202         return 0;
203
204  conflict:
205         printk(KERN_INFO "%s:%d conflicting memory types "
206                "%Lx-%Lx %s<->%s\n", current->comm, current->pid, new->start,
207                new->end, cattr_name(new->type), cattr_name(entry->type));
208         return -EBUSY;
209 }
210
211 static struct memtype *cached_entry;
212 static u64 cached_start;
213
214 /*
215  * For RAM pages, mark the pages as non WB memory type using
216  * PageNonWB (PG_arch_1). We allow only one set_memory_uc() or
217  * set_memory_wc() on a RAM page at a time before marking it as WB again.
218  * This is ok, because only one driver will be owning the page and
219  * doing set_memory_*() calls.
220  *
221  * For now, we use PageNonWB to track that the RAM page is being mapped
222  * as non WB. In future, we will have to use one more flag
223  * (or some other mechanism in page_struct) to distinguish between
224  * UC and WC mapping.
225  */
226 static int reserve_ram_pages_type(u64 start, u64 end, unsigned long req_type,
227                                   unsigned long *new_type)
228 {
229         struct page *page;
230         u64 pfn, end_pfn;
231
232         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++pfn) {
233                 page = pfn_to_page(pfn);
234                 if (page_mapped(page) || PageNonWB(page))
235                         goto out;
236
237                 SetPageNonWB(page);
238         }
239         return 0;
240
241 out:
242         end_pfn = pfn;
243         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < end_pfn; ++pfn) {
244                 page = pfn_to_page(pfn);
245                 ClearPageNonWB(page);
246         }
247
248         return -EINVAL;
249 }
250
251 static int free_ram_pages_type(u64 start, u64 end)
252 {
253         struct page *page;
254         u64 pfn, end_pfn;
255
256         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++pfn) {
257                 page = pfn_to_page(pfn);
258                 if (page_mapped(page) || !PageNonWB(page))
259                         goto out;
260
261                 ClearPageNonWB(page);
262         }
263         return 0;
264
265 out:
266         end_pfn = pfn;
267         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < end_pfn; ++pfn) {
268                 page = pfn_to_page(pfn);
269                 SetPageNonWB(page);
270         }
271         return -EINVAL;
272 }
273
274 /*
275  * req_type typically has one of the:
276  * - _PAGE_CACHE_WB
277  * - _PAGE_CACHE_WC
278  * - _PAGE_CACHE_UC_MINUS
279  * - _PAGE_CACHE_UC
280  *
281  * req_type will have a special case value '-1', when requester want to inherit
282  * the memory type from mtrr (if WB), existing PAT, defaulting to UC_MINUS.
283  *
284  * If new_type is NULL, function will return an error if it cannot reserve the
285  * region with req_type. If new_type is non-NULL, function will return
286  * available type in new_type in case of no error. In case of any error
287  * it will return a negative return value.
288  */
289 int reserve_memtype(u64 start, u64 end, unsigned long req_type,
290                     unsigned long *new_type)
291 {
292         struct memtype *new, *entry;
293         unsigned long actual_type;
294         struct list_head *where;
295         int is_range_ram;
296         int err = 0;
297
298         BUG_ON(start >= end); /* end is exclusive */
299
300         if (!pat_enabled) {
301                 /* This is identical to page table setting without PAT */
302                 if (new_type) {
303                         if (req_type == -1)
304                                 *new_type = _PAGE_CACHE_WB;
305                         else
306                                 *new_type = req_type & _PAGE_CACHE_MASK;
307                 }
308                 return 0;
309         }
310
311         /* Low ISA region is always mapped WB in page table. No need to track */
312         if (is_ISA_range(start, end - 1)) {
313                 if (new_type)
314                         *new_type = _PAGE_CACHE_WB;
315                 return 0;
316         }
317
318         if (req_type == -1) {
319                 /*
320                  * Call mtrr_lookup to get the type hint. This is an
321                  * optimization for /dev/mem mmap'ers into WB memory (BIOS
322                  * tools and ACPI tools). Use WB request for WB memory and use
323                  * UC_MINUS otherwise.
324                  */
325                 u8 mtrr_type = mtrr_type_lookup(start, end);
326
327                 if (mtrr_type == MTRR_TYPE_WRBACK)
328                         actual_type = _PAGE_CACHE_WB;
329                 else
330                         actual_type = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
331         } else {
332                 actual_type = pat_x_mtrr_type(start, end,
333                                               req_type & _PAGE_CACHE_MASK);
334         }
335
336         if (new_type)
337                 *new_type = actual_type;
338
339         /*
340          * For legacy reasons, some parts of the physical address range in the
341          * legacy 1MB region is treated as non-RAM (even when listed as RAM in
342          * the e820 tables).  So we will track the memory attributes of this
343          * legacy 1MB region using the linear memtype_list always.
344          */
345         if (end >= ISA_END_ADDRESS) {
346                 is_range_ram = pagerange_is_ram(start, end);
347                 if (is_range_ram == 1)
348                         return reserve_ram_pages_type(start, end, req_type,
349                                                       new_type);
350                 else if (is_range_ram < 0)
351                         return -EINVAL;
352         }
353
354         new  = kmalloc(sizeof(struct memtype), GFP_KERNEL);
355         if (!new)
356                 return -ENOMEM;
357
358         new->start      = start;
359         new->end        = end;
360         new->type       = actual_type;
361
362         spin_lock(&memtype_lock);
363
364         if (cached_entry && start >= cached_start)
365                 entry = cached_entry;
366         else
367                 entry = list_entry(&memtype_list, struct memtype, nd);
368
369         /* Search for existing mapping that overlaps the current range */
370         where = NULL;
371         list_for_each_entry_continue(entry, &memtype_list, nd) {
372                 if (end <= entry->start) {
373                         where = entry->nd.prev;
374                         cached_entry = list_entry(where, struct memtype, nd);
375                         break;
376                 } else if (start <= entry->start) { /* end > entry->start */
377                         err = chk_conflict(new, entry, new_type);
378                         if (!err) {
379                                 dprintk("Overlap at 0x%Lx-0x%Lx\n",
380                                         entry->start, entry->end);
381                                 where = entry->nd.prev;
382                                 cached_entry = list_entry(where,
383                                                         struct memtype, nd);
384                         }
385                         break;
386                 } else if (start < entry->end) { /* start > entry->start */
387                         err = chk_conflict(new, entry, new_type);
388                         if (!err) {
389                                 dprintk("Overlap at 0x%Lx-0x%Lx\n",
390                                         entry->start, entry->end);
391                                 cached_entry = list_entry(entry->nd.prev,
392                                                         struct memtype, nd);
393
394                                 /*
395                                  * Move to right position in the linked
396                                  * list to add this new entry
397                                  */
398                                 list_for_each_entry_continue(entry,
399                                                         &memtype_list, nd) {
400                                         if (start <= entry->start) {
401                                                 where = entry->nd.prev;
402                                                 break;
403                                         }
404                                 }
405                         }
406                         break;
407                 }
408         }
409
410         if (err) {
411                 printk(KERN_INFO "reserve_memtype failed 0x%Lx-0x%Lx, "
412                        "track %s, req %s\n",
413                        start, end, cattr_name(new->type), cattr_name(req_type));
414                 kfree(new);
415                 spin_unlock(&memtype_lock);
416
417                 return err;
418         }
419
420         cached_start = start;
421
422         if (where)
423                 list_add(&new->nd, where);
424         else
425                 list_add_tail(&new->nd, &memtype_list);
426
427         spin_unlock(&memtype_lock);
428
429         dprintk("reserve_memtype added 0x%Lx-0x%Lx, track %s, req %s, ret %s\n",
430                 start, end, cattr_name(new->type), cattr_name(req_type),
431                 new_type ? cattr_name(*new_type) : "-");
432
433         return err;
434 }
435
436 int free_memtype(u64 start, u64 end)
437 {
438         struct memtype *entry;
439         int err = -EINVAL;
440         int is_range_ram;
441
442         if (!pat_enabled)
443                 return 0;
444
445         /* Low ISA region is always mapped WB. No need to track */
446         if (is_ISA_range(start, end - 1))
447                 return 0;
448
449         /*
450          * For legacy reasons, some parts of the physical address range in the
451          * legacy 1MB region is treated as non-RAM (even when listed as RAM in
452          * the e820 tables).  So we will track the memory attributes of this
453          * legacy 1MB region using the linear memtype_list always.
454          */
455         if (end >= ISA_END_ADDRESS) {
456                 is_range_ram = pagerange_is_ram(start, end);
457                 if (is_range_ram == 1)
458                         return free_ram_pages_type(start, end);
459                 else if (is_range_ram < 0)
460                         return -EINVAL;
461         }
462
463         spin_lock(&memtype_lock);
464         list_for_each_entry(entry, &memtype_list, nd) {
465                 if (entry->start == start && entry->end == end) {
466                         if (cached_entry == entry || cached_start == start)
467                                 cached_entry = NULL;
468
469                         list_del(&entry->nd);
470                         kfree(entry);
471                         err = 0;
472                         break;
473                 }
474         }
475         spin_unlock(&memtype_lock);
476
477         if (err) {
478                 printk(KERN_INFO "%s:%d freeing invalid memtype %Lx-%Lx\n",
479                         current->comm, current->pid, start, end);
480         }
481
482         dprintk("free_memtype request 0x%Lx-0x%Lx\n", start, end);
483
484         return err;
485 }
486
487
488 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
489                                 unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
490 {
491         return vma_prot;
492 }
493
494 #ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
495 /* This check is done in drivers/char/mem.c in case of STRICT_DEVMEM*/
496 static inline int range_is_allowed(unsigned long pfn, unsigned long size)
497 {
498         return 1;
499 }
500 #else
501 /* This check is needed to avoid cache aliasing when PAT is enabled */
502 static inline int range_is_allowed(unsigned long pfn, unsigned long size)
503 {
504         u64 from = ((u64)pfn) << PAGE_SHIFT;
505         u64 to = from + size;
506         u64 cursor = from;
507
508         if (!pat_enabled)
509                 return 1;
510
511         while (cursor < to) {
512                 if (!devmem_is_allowed(pfn)) {
513                         printk(KERN_INFO
514                 "Program %s tried to access /dev/mem between %Lx->%Lx.\n",
515                                 current->comm, from, to);
516                         return 0;
517                 }
518                 cursor += PAGE_SIZE;
519                 pfn++;
520         }
521         return 1;
522 }
523 #endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */
524
525 int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long pfn,
526                                 unsigned long size, pgprot_t *vma_prot)
527 {
528         u64 offset = ((u64) pfn) << PAGE_SHIFT;
529         unsigned long flags = -1;
530         int retval;
531
532         if (!range_is_allowed(pfn, size))
533                 return 0;
534
535         if (file->f_flags & O_SYNC) {
536                 flags = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
537         }
538
539 #ifdef CONFIG_X86_32
540         /*
541          * On the PPro and successors, the MTRRs are used to set
542          * memory types for physical addresses outside main memory,
543          * so blindly setting UC or PWT on those pages is wrong.
544          * For Pentiums and earlier, the surround logic should disable
545          * caching for the high addresses through the KEN pin, but
546          * we maintain the tradition of paranoia in this code.
547          */
548         if (!pat_enabled &&
549             !(boot_cpu_has(X86_FEATURE_MTRR) ||
550               boot_cpu_has(X86_FEATURE_K6_MTRR) ||
551               boot_cpu_has(X86_FEATURE_CYRIX_ARR) ||
552               boot_cpu_has(X86_FEATURE_CENTAUR_MCR)) &&
553             (pfn << PAGE_SHIFT) >= __pa(high_memory)) {
554                 flags = _PAGE_CACHE_UC;
555         }
556 #endif
557
558         /*
559          * With O_SYNC, we can only take UC_MINUS mapping. Fail if we cannot.
560          *
561          * Without O_SYNC, we want to get
562          * - WB for WB-able memory and no other conflicting mappings
563          * - UC_MINUS for non-WB-able memory with no other conflicting mappings
564          * - Inherit from confliting mappings otherwise
565          */
566         if (flags != -1) {
567                 retval = reserve_memtype(offset, offset + size, flags, NULL);
568         } else {
569                 retval = reserve_memtype(offset, offset + size, -1, &flags);
570         }
571
572         if (retval < 0)
573                 return 0;
574
575         if (((pfn < max_low_pfn_mapped) ||
576              (pfn >= (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)) && pfn < max_pfn_mapped)) &&
577             ioremap_change_attr((unsigned long)__va(offset), size, flags) < 0) {
578                 free_memtype(offset, offset + size);
579                 printk(KERN_INFO
580                 "%s:%d /dev/mem ioremap_change_attr failed %s for %Lx-%Lx\n",
581                         current->comm, current->pid,
582                         cattr_name(flags),
583                         offset, (unsigned long long)(offset + size));
584                 return 0;
585         }
586
587         *vma_prot = __pgprot((pgprot_val(*vma_prot) & ~_PAGE_CACHE_MASK) |
588                              flags);
589         return 1;
590 }
591
592 void map_devmem(unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
593 {
594         unsigned long want_flags = (pgprot_val(vma_prot) & _PAGE_CACHE_MASK);
595         u64 addr = (u64)pfn << PAGE_SHIFT;
596         unsigned long flags;
597
598         reserve_memtype(addr, addr + size, want_flags, &flags);
599         if (flags != want_flags) {
600                 printk(KERN_INFO
601                 "%s:%d /dev/mem expected mapping type %s for %Lx-%Lx, got %s\n",
602                         current->comm, current->pid,
603                         cattr_name(want_flags),
604                         addr, (unsigned long long)(addr + size),
605                         cattr_name(flags));
606         }
607 }
608
609 void unmap_devmem(unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
610 {
611         u64 addr = (u64)pfn << PAGE_SHIFT;
612
613         free_memtype(addr, addr + size);
614 }
615
616 /*
617  * Internal interface to reserve a range of physical memory with prot.
618  * Reserved non RAM regions only and after successful reserve_memtype,
619  * this func also keeps identity mapping (if any) in sync with this new prot.
620  */
621 static int reserve_pfn_range(u64 paddr, unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
622 {
623         int is_ram = 0;
624         int id_sz, ret;
625         unsigned long flags;
626         unsigned long want_flags = (pgprot_val(vma_prot) & _PAGE_CACHE_MASK);
627
628         is_ram = pagerange_is_ram(paddr, paddr + size);
629
630         if (is_ram != 0) {
631                 /*
632                  * For mapping RAM pages, drivers need to call
633                  * set_memory_[uc|wc|wb] directly, for reserve and free, before
634                  * setting up the PTE.
635                  */
636                 WARN_ON_ONCE(1);
637                 return 0;
638         }
639
640         ret = reserve_memtype(paddr, paddr + size, want_flags, &flags);
641         if (ret)
642                 return ret;
643
644         if (flags != want_flags) {
645                 free_memtype(paddr, paddr + size);
646                 printk(KERN_ERR
647                 "%s:%d map pfn expected mapping type %s for %Lx-%Lx, got %s\n",
648                         current->comm, current->pid,
649                         cattr_name(want_flags),
650                         (unsigned long long)paddr,
651                         (unsigned long long)(paddr + size),
652                         cattr_name(flags));
653                 return -EINVAL;
654         }
655
656         /* Need to keep identity mapping in sync */
657         if (paddr >= __pa(high_memory))
658                 return 0;
659
660         id_sz = (__pa(high_memory) < paddr + size) ?
661                                 __pa(high_memory) - paddr :
662                                 size;
663
664         if (ioremap_change_attr((unsigned long)__va(paddr), id_sz, flags) < 0) {
665                 free_memtype(paddr, paddr + size);
666                 printk(KERN_ERR
667                         "%s:%d reserve_pfn_range ioremap_change_attr failed %s "
668                         "for %Lx-%Lx\n",
669                         current->comm, current->pid,
670                         cattr_name(flags),
671                         (unsigned long long)paddr,
672                         (unsigned long long)(paddr + size));
673                 return -EINVAL;
674         }
675         return 0;
676 }
677
678 /*
679  * Internal interface to free a range of physical memory.
680  * Frees non RAM regions only.
681  */
682 static void free_pfn_range(u64 paddr, unsigned long size)
683 {
684         int is_ram;
685
686         is_ram = pagerange_is_ram(paddr, paddr + size);
687         if (is_ram == 0)
688                 free_memtype(paddr, paddr + size);
689 }
690
691 /*
692  * track_pfn_vma_copy is called when vma that is covering the pfnmap gets
693  * copied through copy_page_range().
694  *
695  * If the vma has a linear pfn mapping for the entire range, we get the prot
696  * from pte and reserve the entire vma range with single reserve_pfn_range call.
697  * Otherwise, we reserve the entire vma range, my ging through the PTEs page
698  * by page to get physical address and protection.
699  */
700 int track_pfn_vma_copy(struct vm_area_struct *vma)
701 {
702         int retval = 0;
703         unsigned long i, j;
704         resource_size_t paddr;
705         unsigned long prot;
706         unsigned long vma_start = vma->vm_start;
707         unsigned long vma_end = vma->vm_end;
708         unsigned long vma_size = vma_end - vma_start;
709
710         if (!pat_enabled)
711                 return 0;
712
713         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
714                 /*
715                  * reserve the whole chunk covered by vma. We need the
716                  * starting address and protection from pte.
717                  */
718                 if (follow_phys(vma, vma_start, 0, &prot, &paddr)) {
719                         WARN_ON_ONCE(1);
720                         return -EINVAL;
721                 }
722                 return reserve_pfn_range(paddr, vma_size, __pgprot(prot));
723         }
724
725         /* reserve entire vma page by page, using pfn and prot from pte */
726         for (i = 0; i < vma_size; i += PAGE_SIZE) {
727                 if (follow_phys(vma, vma_start + i, 0, &prot, &paddr))
728                         continue;
729
730                 retval = reserve_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE, __pgprot(prot));
731                 if (retval)
732                         goto cleanup_ret;
733         }
734         return 0;
735
736 cleanup_ret:
737         /* Reserve error: Cleanup partial reservation and return error */
738         for (j = 0; j < i; j += PAGE_SIZE) {
739                 if (follow_phys(vma, vma_start + j, 0, &prot, &paddr))
740                         continue;
741
742                 free_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE);
743         }
744
745         return retval;
746 }
747
748 /*
749  * track_pfn_vma_new is called when a _new_ pfn mapping is being established
750  * for physical range indicated by pfn and size.
751  *
752  * prot is passed in as a parameter for the new mapping. If the vma has a
753  * linear pfn mapping for the entire range reserve the entire vma range with
754  * single reserve_pfn_range call.
755  * Otherwise, we look t the pfn and size and reserve only the specified range
756  * page by page.
757  *
758  * Note that this function can be called with caller trying to map only a
759  * subrange/page inside the vma.
760  */
761 int track_pfn_vma_new(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t prot,
762                         unsigned long pfn, unsigned long size)
763 {
764         int retval = 0;
765         unsigned long i, j;
766         resource_size_t base_paddr;
767         resource_size_t paddr;
768         unsigned long vma_start = vma->vm_start;
769         unsigned long vma_end = vma->vm_end;
770         unsigned long vma_size = vma_end - vma_start;
771
772         if (!pat_enabled)
773                 return 0;
774
775         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
776                 /* reserve the whole chunk starting from vm_pgoff */
777                 paddr = (resource_size_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
778                 return reserve_pfn_range(paddr, vma_size, prot);
779         }
780
781         /* reserve page by page using pfn and size */
782         base_paddr = (resource_size_t)pfn << PAGE_SHIFT;
783         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
784                 paddr = base_paddr + i;
785                 retval = reserve_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE, prot);
786                 if (retval)
787                         goto cleanup_ret;
788         }
789         return 0;
790
791 cleanup_ret:
792         /* Reserve error: Cleanup partial reservation and return error */
793         for (j = 0; j < i; j += PAGE_SIZE) {
794                 paddr = base_paddr + j;
795                 free_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE);
796         }
797
798         return retval;
799 }
800
801 /*
802  * untrack_pfn_vma is called while unmapping a pfnmap for a region.
803  * untrack can be called for a specific region indicated by pfn and size or
804  * can be for the entire vma (in which case size can be zero).
805  */
806 void untrack_pfn_vma(struct vm_area_struct *vma, unsigned long pfn,
807                         unsigned long size)
808 {
809         unsigned long i;
810         resource_size_t paddr;
811         unsigned long prot;
812         unsigned long vma_start = vma->vm_start;
813         unsigned long vma_end = vma->vm_end;
814         unsigned long vma_size = vma_end - vma_start;
815
816         if (!pat_enabled)
817                 return;
818
819         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
820                 /* free the whole chunk starting from vm_pgoff */
821                 paddr = (resource_size_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
822                 free_pfn_range(paddr, vma_size);
823                 return;
824         }
825
826         if (size != 0 && size != vma_size) {
827                 /* free page by page, using pfn and size */
828                 paddr = (resource_size_t)pfn << PAGE_SHIFT;
829                 for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
830                         paddr = paddr + i;
831                         free_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE);
832                 }
833         } else {
834                 /* free entire vma, page by page, using the pfn from pte */
835                 for (i = 0; i < vma_size; i += PAGE_SIZE) {
836                         if (follow_phys(vma, vma_start + i, 0, &prot, &paddr))
837                                 continue;
838
839                         free_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE);
840                 }
841         }
842 }
843
844 pgprot_t pgprot_writecombine(pgprot_t prot)
845 {
846         if (pat_enabled)
847                 return __pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_CACHE_WC);
848         else
849                 return pgprot_noncached(prot);
850 }
851
852 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_X86_PAT)
853
854 /* get Nth element of the linked list */
855 static struct memtype *memtype_get_idx(loff_t pos)
856 {
857         struct memtype *list_node, *print_entry;
858         int i = 1;
859
860         print_entry  = kmalloc(sizeof(struct memtype), GFP_KERNEL);
861         if (!print_entry)
862                 return NULL;
863
864         spin_lock(&memtype_lock);
865         list_for_each_entry(list_node, &memtype_list, nd) {
866                 if (pos == i) {
867                         *print_entry = *list_node;
868                         spin_unlock(&memtype_lock);
869                         return print_entry;
870                 }
871                 ++i;
872         }
873         spin_unlock(&memtype_lock);
874         kfree(print_entry);
875
876         return NULL;
877 }
878
879 static void *memtype_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
880 {
881         if (*pos == 0) {
882                 ++*pos;
883                 seq_printf(seq, "PAT memtype list:\n");
884         }
885
886         return memtype_get_idx(*pos);
887 }
888
889 static void *memtype_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
890 {
891         ++*pos;
892         return memtype_get_idx(*pos);
893 }
894
895 static void memtype_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
896 {
897 }
898
899 static int memtype_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
900 {
901         struct memtype *print_entry = (struct memtype *)v;
902
903         seq_printf(seq, "%s @ 0x%Lx-0x%Lx\n", cattr_name(print_entry->type),
904                         print_entry->start, print_entry->end);
905         kfree(print_entry);
906
907         return 0;
908 }
909
910 static struct seq_operations memtype_seq_ops = {
911         .start = memtype_seq_start,
912         .next  = memtype_seq_next,
913         .stop  = memtype_seq_stop,
914         .show  = memtype_seq_show,
915 };
916
917 static int memtype_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
918 {
919         return seq_open(file, &memtype_seq_ops);
920 }
921
922 static const struct file_operations memtype_fops = {
923         .open    = memtype_seq_open,
924         .read    = seq_read,
925         .llseek  = seq_lseek,
926         .release = seq_release,
927 };
928
929 static int __init pat_memtype_list_init(void)
930 {
931         debugfs_create_file("pat_memtype_list", S_IRUSR, arch_debugfs_dir,
932                                 NULL, &memtype_fops);
933         return 0;
934 }
935
936 late_initcall(pat_memtype_list_init);
937
938 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS && CONFIG_X86_PAT */