]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-3.10.git/blob - arch/x86/mm/pat.c
AFS: Guard afs_file_readpage_read_complete() definition with CONFIG_AFS_FSCACHE
[linux-3.10.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/module.h>
15 #include <linux/gfp.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/fs.h>
18
19 #include <asm/cacheflush.h>
20 #include <asm/processor.h>
21 #include <asm/tlbflush.h>
22 #include <asm/pgtable.h>
23 #include <asm/fcntl.h>
24 #include <asm/e820.h>
25 #include <asm/mtrr.h>
26 #include <asm/page.h>
27 #include <asm/msr.h>
28 #include <asm/pat.h>
29 #include <asm/io.h>
30
31 #ifdef CONFIG_X86_PAT
32 int __read_mostly pat_enabled = 1;
33
34 static inline void pat_disable(const char *reason)
35 {
36         pat_enabled = 0;
37         printk(KERN_INFO "%s\n", reason);
38 }
39
40 static int __init nopat(char *str)
41 {
42         pat_disable("PAT support disabled.");
43         return 0;
44 }
45 early_param("nopat", nopat);
46 #else
47 static inline void pat_disable(const char *reason)
48 {
49         (void)reason;
50 }
51 #endif
52
53
54 static int debug_enable;
55
56 static int __init pat_debug_setup(char *str)
57 {
58         debug_enable = 1;
59         return 0;
60 }
61 __setup("debugpat", pat_debug_setup);
62
63 #define dprintk(fmt, arg...) \
64         do { if (debug_enable) printk(KERN_INFO fmt, ##arg); } while (0)
65
66
67 static u64 __read_mostly boot_pat_state;
68
69 enum {
70         PAT_UC = 0,             /* uncached */
71         PAT_WC = 1,             /* Write combining */
72         PAT_WT = 4,             /* Write Through */
73         PAT_WP = 5,             /* Write Protected */
74         PAT_WB = 6,             /* Write Back (default) */
75         PAT_UC_MINUS = 7,       /* UC, but can be overriden by MTRR */
76 };
77
78 #define PAT(x, y)       ((u64)PAT_ ## y << ((x)*8))
79
80 void pat_init(void)
81 {
82         u64 pat;
83
84         if (!pat_enabled)
85                 return;
86
87         if (!cpu_has_pat) {
88                 if (!boot_pat_state) {
89                         pat_disable("PAT not supported by CPU.");
90                         return;
91                 } else {
92                         /*
93                          * If this happens we are on a secondary CPU, but
94                          * switched to PAT on the boot CPU. We have no way to
95                          * undo PAT.
96                          */
97                         printk(KERN_ERR "PAT enabled, "
98                                "but not supported by secondary CPU\n");
99                         BUG();
100                 }
101         }
102
103         /* Set PWT to Write-Combining. All other bits stay the same */
104         /*
105          * PTE encoding used in Linux:
106          *      PAT
107          *      |PCD
108          *      ||PWT
109          *      |||
110          *      000 WB          _PAGE_CACHE_WB
111          *      001 WC          _PAGE_CACHE_WC
112          *      010 UC-         _PAGE_CACHE_UC_MINUS
113          *      011 UC          _PAGE_CACHE_UC
114          * PAT bit unused
115          */
116         pat = PAT(0, WB) | PAT(1, WC) | PAT(2, UC_MINUS) | PAT(3, UC) |
117               PAT(4, WB) | PAT(5, WC) | PAT(6, UC_MINUS) | PAT(7, UC);
118
119         /* Boot CPU check */
120         if (!boot_pat_state)
121                 rdmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, boot_pat_state);
122
123         wrmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, pat);
124         printk(KERN_INFO "x86 PAT enabled: cpu %d, old 0x%Lx, new 0x%Lx\n",
125                smp_processor_id(), boot_pat_state, pat);
126 }
127
128 #undef PAT
129
130 static char *cattr_name(unsigned long flags)
131 {
132         switch (flags & _PAGE_CACHE_MASK) {
133         case _PAGE_CACHE_UC:            return "uncached";
134         case _PAGE_CACHE_UC_MINUS:      return "uncached-minus";
135         case _PAGE_CACHE_WB:            return "write-back";
136         case _PAGE_CACHE_WC:            return "write-combining";
137         default:                        return "broken";
138         }
139 }
140
141 /*
142  * The global memtype list keeps track of memory type for specific
143  * physical memory areas. Conflicting memory types in different
144  * mappings can cause CPU cache corruption. To avoid this we keep track.
145  *
146  * The list is sorted based on starting address and can contain multiple
147  * entries for each address (this allows reference counting for overlapping
148  * areas). All the aliases have the same cache attributes of course.
149  * Zero attributes are represented as holes.
150  *
151  * Currently the data structure is a list because the number of mappings
152  * are expected to be relatively small. If this should be a problem
153  * it could be changed to a rbtree or similar.
154  *
155  * memtype_lock protects the whole list.
156  */
157
158 struct memtype {
159         u64                     start;
160         u64                     end;
161         unsigned long           type;
162         struct list_head        nd;
163 };
164
165 static LIST_HEAD(memtype_list);
166 static DEFINE_SPINLOCK(memtype_lock);   /* protects memtype list */
167
168 /*
169  * Does intersection of PAT memory type and MTRR memory type and returns
170  * the resulting memory type as PAT understands it.
171  * (Type in pat and mtrr will not have same value)
172  * The intersection is based on "Effective Memory Type" tables in IA-32
173  * SDM vol 3a
174  */
175 static unsigned long pat_x_mtrr_type(u64 start, u64 end, unsigned long req_type)
176 {
177         /*
178          * Look for MTRR hint to get the effective type in case where PAT
179          * request is for WB.
180          */
181         if (req_type == _PAGE_CACHE_WB) {
182                 u8 mtrr_type;
183
184                 mtrr_type = mtrr_type_lookup(start, end);
185                 if (mtrr_type == MTRR_TYPE_UNCACHABLE)
186                         return _PAGE_CACHE_UC;
187                 if (mtrr_type == MTRR_TYPE_WRCOMB)
188                         return _PAGE_CACHE_WC;
189         }
190
191         return req_type;
192 }
193
194 static int
195 chk_conflict(struct memtype *new, struct memtype *entry, unsigned long *type)
196 {
197         if (new->type != entry->type) {
198                 if (type) {
199                         new->type = entry->type;
200                         *type = entry->type;
201                 } else
202                         goto conflict;
203         }
204
205          /* check overlaps with more than one entry in the list */
206         list_for_each_entry_continue(entry, &memtype_list, nd) {
207                 if (new->end <= entry->start)
208                         break;
209                 else if (new->type != entry->type)
210                         goto conflict;
211         }
212         return 0;
213
214  conflict:
215         printk(KERN_INFO "%s:%d conflicting memory types "
216                "%Lx-%Lx %s<->%s\n", current->comm, current->pid, new->start,
217                new->end, cattr_name(new->type), cattr_name(entry->type));
218         return -EBUSY;
219 }
220
221 static struct memtype *cached_entry;
222 static u64 cached_start;
223
224 static int pat_pagerange_is_ram(unsigned long start, unsigned long end)
225 {
226         int ram_page = 0, not_rampage = 0;
227         unsigned long page_nr;
228
229         for (page_nr = (start >> PAGE_SHIFT); page_nr < (end >> PAGE_SHIFT);
230              ++page_nr) {
231                 /*
232                  * For legacy reasons, physical address range in the legacy ISA
233                  * region is tracked as non-RAM. This will allow users of
234                  * /dev/mem to map portions of legacy ISA region, even when
235                  * some of those portions are listed(or not even listed) with
236                  * different e820 types(RAM/reserved/..)
237                  */
238                 if (page_nr >= (ISA_END_ADDRESS >> PAGE_SHIFT) &&
239                     page_is_ram(page_nr))
240                         ram_page = 1;
241                 else
242                         not_rampage = 1;
243
244                 if (ram_page == not_rampage)
245                         return -1;
246         }
247
248         return ram_page;
249 }
250
251 /*
252  * For RAM pages, mark the pages as non WB memory type using
253  * PageNonWB (PG_arch_1). We allow only one set_memory_uc() or
254  * set_memory_wc() on a RAM page at a time before marking it as WB again.
255  * This is ok, because only one driver will be owning the page and
256  * doing set_memory_*() calls.
257  *
258  * For now, we use PageNonWB to track that the RAM page is being mapped
259  * as non WB. In future, we will have to use one more flag
260  * (or some other mechanism in page_struct) to distinguish between
261  * UC and WC mapping.
262  */
263 static int reserve_ram_pages_type(u64 start, u64 end, unsigned long req_type,
264                                   unsigned long *new_type)
265 {
266         struct page *page;
267         u64 pfn, end_pfn;
268
269         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++pfn) {
270                 page = pfn_to_page(pfn);
271                 if (page_mapped(page) || PageNonWB(page))
272                         goto out;
273
274                 SetPageNonWB(page);
275         }
276         return 0;
277
278 out:
279         end_pfn = pfn;
280         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < end_pfn; ++pfn) {
281                 page = pfn_to_page(pfn);
282                 ClearPageNonWB(page);
283         }
284
285         return -EINVAL;
286 }
287
288 static int free_ram_pages_type(u64 start, u64 end)
289 {
290         struct page *page;
291         u64 pfn, end_pfn;
292
293         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++pfn) {
294                 page = pfn_to_page(pfn);
295                 if (page_mapped(page) || !PageNonWB(page))
296                         goto out;
297
298                 ClearPageNonWB(page);
299         }
300         return 0;
301
302 out:
303         end_pfn = pfn;
304         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < end_pfn; ++pfn) {
305                 page = pfn_to_page(pfn);
306                 SetPageNonWB(page);
307         }
308         return -EINVAL;
309 }
310
311 /*
312  * req_type typically has one of the:
313  * - _PAGE_CACHE_WB
314  * - _PAGE_CACHE_WC
315  * - _PAGE_CACHE_UC_MINUS
316  * - _PAGE_CACHE_UC
317  *
318  * req_type will have a special case value '-1', when requester want to inherit
319  * the memory type from mtrr (if WB), existing PAT, defaulting to UC_MINUS.
320  *
321  * If new_type is NULL, function will return an error if it cannot reserve the
322  * region with req_type. If new_type is non-NULL, function will return
323  * available type in new_type in case of no error. In case of any error
324  * it will return a negative return value.
325  */
326 int reserve_memtype(u64 start, u64 end, unsigned long req_type,
327                     unsigned long *new_type)
328 {
329         struct memtype *new, *entry;
330         unsigned long actual_type;
331         struct list_head *where;
332         int is_range_ram;
333         int err = 0;
334
335         BUG_ON(start >= end); /* end is exclusive */
336
337         if (!pat_enabled) {
338                 /* This is identical to page table setting without PAT */
339                 if (new_type) {
340                         if (req_type == -1)
341                                 *new_type = _PAGE_CACHE_WB;
342                         else
343                                 *new_type = req_type & _PAGE_CACHE_MASK;
344                 }
345                 return 0;
346         }
347
348         /* Low ISA region is always mapped WB in page table. No need to track */
349         if (is_ISA_range(start, end - 1)) {
350                 if (new_type)
351                         *new_type = _PAGE_CACHE_WB;
352                 return 0;
353         }
354
355         if (req_type == -1) {
356                 /*
357                  * Call mtrr_lookup to get the type hint. This is an
358                  * optimization for /dev/mem mmap'ers into WB memory (BIOS
359                  * tools and ACPI tools). Use WB request for WB memory and use
360                  * UC_MINUS otherwise.
361                  */
362                 u8 mtrr_type = mtrr_type_lookup(start, end);
363
364                 if (mtrr_type == MTRR_TYPE_WRBACK)
365                         actual_type = _PAGE_CACHE_WB;
366                 else
367                         actual_type = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
368         } else {
369                 actual_type = pat_x_mtrr_type(start, end,
370                                               req_type & _PAGE_CACHE_MASK);
371         }
372
373         if (new_type)
374                 *new_type = actual_type;
375
376         is_range_ram = pat_pagerange_is_ram(start, end);
377         if (is_range_ram == 1)
378                 return reserve_ram_pages_type(start, end, req_type,
379                                               new_type);
380         else if (is_range_ram < 0)
381                 return -EINVAL;
382
383         new  = kmalloc(sizeof(struct memtype), GFP_KERNEL);
384         if (!new)
385                 return -ENOMEM;
386
387         new->start      = start;
388         new->end        = end;
389         new->type       = actual_type;
390
391         spin_lock(&memtype_lock);
392
393         if (cached_entry && start >= cached_start)
394                 entry = cached_entry;
395         else
396                 entry = list_entry(&memtype_list, struct memtype, nd);
397
398         /* Search for existing mapping that overlaps the current range */
399         where = NULL;
400         list_for_each_entry_continue(entry, &memtype_list, nd) {
401                 if (end <= entry->start) {
402                         where = entry->nd.prev;
403                         cached_entry = list_entry(where, struct memtype, nd);
404                         break;
405                 } else if (start <= entry->start) { /* end > entry->start */
406                         err = chk_conflict(new, entry, new_type);
407                         if (!err) {
408                                 dprintk("Overlap at 0x%Lx-0x%Lx\n",
409                                         entry->start, entry->end);
410                                 where = entry->nd.prev;
411                                 cached_entry = list_entry(where,
412                                                         struct memtype, nd);
413                         }
414                         break;
415                 } else if (start < entry->end) { /* start > entry->start */
416                         err = chk_conflict(new, entry, new_type);
417                         if (!err) {
418                                 dprintk("Overlap at 0x%Lx-0x%Lx\n",
419                                         entry->start, entry->end);
420                                 cached_entry = list_entry(entry->nd.prev,
421                                                         struct memtype, nd);
422
423                                 /*
424                                  * Move to right position in the linked
425                                  * list to add this new entry
426                                  */
427                                 list_for_each_entry_continue(entry,
428                                                         &memtype_list, nd) {
429                                         if (start <= entry->start) {
430                                                 where = entry->nd.prev;
431                                                 break;
432                                         }
433                                 }
434                         }
435                         break;
436                 }
437         }
438
439         if (err) {
440                 printk(KERN_INFO "reserve_memtype failed 0x%Lx-0x%Lx, "
441                        "track %s, req %s\n",
442                        start, end, cattr_name(new->type), cattr_name(req_type));
443                 kfree(new);
444                 spin_unlock(&memtype_lock);
445
446                 return err;
447         }
448
449         cached_start = start;
450
451         if (where)
452                 list_add(&new->nd, where);
453         else
454                 list_add_tail(&new->nd, &memtype_list);
455
456         spin_unlock(&memtype_lock);
457
458         dprintk("reserve_memtype added 0x%Lx-0x%Lx, track %s, req %s, ret %s\n",
459                 start, end, cattr_name(new->type), cattr_name(req_type),
460                 new_type ? cattr_name(*new_type) : "-");
461
462         return err;
463 }
464
465 int free_memtype(u64 start, u64 end)
466 {
467         struct memtype *entry;
468         int err = -EINVAL;
469         int is_range_ram;
470
471         if (!pat_enabled)
472                 return 0;
473
474         /* Low ISA region is always mapped WB. No need to track */
475         if (is_ISA_range(start, end - 1))
476                 return 0;
477
478         is_range_ram = pat_pagerange_is_ram(start, end);
479         if (is_range_ram == 1)
480                 return free_ram_pages_type(start, end);
481         else if (is_range_ram < 0)
482                 return -EINVAL;
483
484         spin_lock(&memtype_lock);
485         list_for_each_entry(entry, &memtype_list, nd) {
486                 if (entry->start == start && entry->end == end) {
487                         if (cached_entry == entry || cached_start == start)
488                                 cached_entry = NULL;
489
490                         list_del(&entry->nd);
491                         kfree(entry);
492                         err = 0;
493                         break;
494                 }
495         }
496         spin_unlock(&memtype_lock);
497
498         if (err) {
499                 printk(KERN_INFO "%s:%d freeing invalid memtype %Lx-%Lx\n",
500                         current->comm, current->pid, start, end);
501         }
502
503         dprintk("free_memtype request 0x%Lx-0x%Lx\n", start, end);
504
505         return err;
506 }
507
508
509 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
510                                 unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
511 {
512         return vma_prot;
513 }
514
515 #ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
516 /* This check is done in drivers/char/mem.c in case of STRICT_DEVMEM*/
517 static inline int range_is_allowed(unsigned long pfn, unsigned long size)
518 {
519         return 1;
520 }
521 #else
522 /* This check is needed to avoid cache aliasing when PAT is enabled */
523 static inline int range_is_allowed(unsigned long pfn, unsigned long size)
524 {
525         u64 from = ((u64)pfn) << PAGE_SHIFT;
526         u64 to = from + size;
527         u64 cursor = from;
528
529         if (!pat_enabled)
530                 return 1;
531
532         while (cursor < to) {
533                 if (!devmem_is_allowed(pfn)) {
534                         printk(KERN_INFO
535                 "Program %s tried to access /dev/mem between %Lx->%Lx.\n",
536                                 current->comm, from, to);
537                         return 0;
538                 }
539                 cursor += PAGE_SIZE;
540                 pfn++;
541         }
542         return 1;
543 }
544 #endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */
545
546 int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long pfn,
547                                 unsigned long size, pgprot_t *vma_prot)
548 {
549         u64 offset = ((u64) pfn) << PAGE_SHIFT;
550         unsigned long flags = -1;
551         int retval;
552
553         if (!range_is_allowed(pfn, size))
554                 return 0;
555
556         if (file->f_flags & O_SYNC) {
557                 flags = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
558         }
559
560 #ifdef CONFIG_X86_32
561         /*
562          * On the PPro and successors, the MTRRs are used to set
563          * memory types for physical addresses outside main memory,
564          * so blindly setting UC or PWT on those pages is wrong.
565          * For Pentiums and earlier, the surround logic should disable
566          * caching for the high addresses through the KEN pin, but
567          * we maintain the tradition of paranoia in this code.
568          */
569         if (!pat_enabled &&
570             !(boot_cpu_has(X86_FEATURE_MTRR) ||
571               boot_cpu_has(X86_FEATURE_K6_MTRR) ||
572               boot_cpu_has(X86_FEATURE_CYRIX_ARR) ||
573               boot_cpu_has(X86_FEATURE_CENTAUR_MCR)) &&
574             (pfn << PAGE_SHIFT) >= __pa(high_memory)) {
575                 flags = _PAGE_CACHE_UC;
576         }
577 #endif
578
579         /*
580          * With O_SYNC, we can only take UC_MINUS mapping. Fail if we cannot.
581          *
582          * Without O_SYNC, we want to get
583          * - WB for WB-able memory and no other conflicting mappings
584          * - UC_MINUS for non-WB-able memory with no other conflicting mappings
585          * - Inherit from confliting mappings otherwise
586          */
587         if (flags != -1) {
588                 retval = reserve_memtype(offset, offset + size, flags, NULL);
589         } else {
590                 retval = reserve_memtype(offset, offset + size, -1, &flags);
591         }
592
593         if (retval < 0)
594                 return 0;
595
596         if (((pfn < max_low_pfn_mapped) ||
597              (pfn >= (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)) && pfn < max_pfn_mapped)) &&
598             ioremap_change_attr((unsigned long)__va(offset), size, flags) < 0) {
599                 free_memtype(offset, offset + size);
600                 printk(KERN_INFO
601                 "%s:%d /dev/mem ioremap_change_attr failed %s for %Lx-%Lx\n",
602                         current->comm, current->pid,
603                         cattr_name(flags),
604                         offset, (unsigned long long)(offset + size));
605                 return 0;
606         }
607
608         *vma_prot = __pgprot((pgprot_val(*vma_prot) & ~_PAGE_CACHE_MASK) |
609                              flags);
610         return 1;
611 }
612
613 void map_devmem(unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
614 {
615         unsigned long want_flags = (pgprot_val(vma_prot) & _PAGE_CACHE_MASK);
616         u64 addr = (u64)pfn << PAGE_SHIFT;
617         unsigned long flags;
618
619         reserve_memtype(addr, addr + size, want_flags, &flags);
620         if (flags != want_flags) {
621                 printk(KERN_INFO
622                 "%s:%d /dev/mem expected mapping type %s for %Lx-%Lx, got %s\n",
623                         current->comm, current->pid,
624                         cattr_name(want_flags),
625                         addr, (unsigned long long)(addr + size),
626                         cattr_name(flags));
627         }
628 }
629
630 void unmap_devmem(unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
631 {
632         u64 addr = (u64)pfn << PAGE_SHIFT;
633
634         free_memtype(addr, addr + size);
635 }
636
637 /*
638  * Change the memory type for the physial address range in kernel identity
639  * mapping space if that range is a part of identity map.
640  */
641 int kernel_map_sync_memtype(u64 base, unsigned long size, unsigned long flags)
642 {
643         unsigned long id_sz;
644
645         if (!pat_enabled || base >= __pa(high_memory))
646                 return 0;
647
648         id_sz = (__pa(high_memory) < base + size) ?
649                                 __pa(high_memory) - base :
650                                 size;
651
652         if (ioremap_change_attr((unsigned long)__va(base), id_sz, flags) < 0) {
653                 printk(KERN_INFO
654                         "%s:%d ioremap_change_attr failed %s "
655                         "for %Lx-%Lx\n",
656                         current->comm, current->pid,
657                         cattr_name(flags),
658                         base, (unsigned long long)(base + size));
659                 return -EINVAL;
660         }
661         return 0;
662 }
663
664 /*
665  * Internal interface to reserve a range of physical memory with prot.
666  * Reserved non RAM regions only and after successful reserve_memtype,
667  * this func also keeps identity mapping (if any) in sync with this new prot.
668  */
669 static int reserve_pfn_range(u64 paddr, unsigned long size, pgprot_t *vma_prot,
670                                 int strict_prot)
671 {
672         int is_ram = 0;
673         int ret;
674         unsigned long flags;
675         unsigned long want_flags = (pgprot_val(*vma_prot) & _PAGE_CACHE_MASK);
676
677         is_ram = pat_pagerange_is_ram(paddr, paddr + size);
678
679         /*
680          * reserve_pfn_range() doesn't support RAM pages. Maintain the current
681          * behavior with RAM pages by returning success.
682          */
683         if (is_ram != 0)
684                 return 0;
685
686         ret = reserve_memtype(paddr, paddr + size, want_flags, &flags);
687         if (ret)
688                 return ret;
689
690         if (flags != want_flags) {
691                 if (strict_prot || !is_new_memtype_allowed(want_flags, flags)) {
692                         free_memtype(paddr, paddr + size);
693                         printk(KERN_ERR "%s:%d map pfn expected mapping type %s"
694                                 " for %Lx-%Lx, got %s\n",
695                                 current->comm, current->pid,
696                                 cattr_name(want_flags),
697                                 (unsigned long long)paddr,
698                                 (unsigned long long)(paddr + size),
699                                 cattr_name(flags));
700                         return -EINVAL;
701                 }
702                 /*
703                  * We allow returning different type than the one requested in
704                  * non strict case.
705                  */
706                 *vma_prot = __pgprot((pgprot_val(*vma_prot) &
707                                       (~_PAGE_CACHE_MASK)) |
708                                      flags);
709         }
710
711         if (kernel_map_sync_memtype(paddr, size, flags) < 0) {
712                 free_memtype(paddr, paddr + size);
713                 return -EINVAL;
714         }
715         return 0;
716 }
717
718 /*
719  * Internal interface to free a range of physical memory.
720  * Frees non RAM regions only.
721  */
722 static void free_pfn_range(u64 paddr, unsigned long size)
723 {
724         int is_ram;
725
726         is_ram = pat_pagerange_is_ram(paddr, paddr + size);
727         if (is_ram == 0)
728                 free_memtype(paddr, paddr + size);
729 }
730
731 /*
732  * track_pfn_vma_copy is called when vma that is covering the pfnmap gets
733  * copied through copy_page_range().
734  *
735  * If the vma has a linear pfn mapping for the entire range, we get the prot
736  * from pte and reserve the entire vma range with single reserve_pfn_range call.
737  * Otherwise, we reserve the entire vma range, my ging through the PTEs page
738  * by page to get physical address and protection.
739  */
740 int track_pfn_vma_copy(struct vm_area_struct *vma)
741 {
742         int retval = 0;
743         unsigned long i, j;
744         resource_size_t paddr;
745         unsigned long prot;
746         unsigned long vma_start = vma->vm_start;
747         unsigned long vma_end = vma->vm_end;
748         unsigned long vma_size = vma_end - vma_start;
749         pgprot_t pgprot;
750
751         if (!pat_enabled)
752                 return 0;
753
754         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
755                 /*
756                  * reserve the whole chunk covered by vma. We need the
757                  * starting address and protection from pte.
758                  */
759                 if (follow_phys(vma, vma_start, 0, &prot, &paddr)) {
760                         WARN_ON_ONCE(1);
761                         return -EINVAL;
762                 }
763                 pgprot = __pgprot(prot);
764                 return reserve_pfn_range(paddr, vma_size, &pgprot, 1);
765         }
766
767         /* reserve entire vma page by page, using pfn and prot from pte */
768         for (i = 0; i < vma_size; i += PAGE_SIZE) {
769                 if (follow_phys(vma, vma_start + i, 0, &prot, &paddr))
770                         continue;
771
772                 pgprot = __pgprot(prot);
773                 retval = reserve_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE, &pgprot, 1);
774                 if (retval)
775                         goto cleanup_ret;
776         }
777         return 0;
778
779 cleanup_ret:
780         /* Reserve error: Cleanup partial reservation and return error */
781         for (j = 0; j < i; j += PAGE_SIZE) {
782                 if (follow_phys(vma, vma_start + j, 0, &prot, &paddr))
783                         continue;
784
785                 free_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE);
786         }
787
788         return retval;
789 }
790
791 /*
792  * track_pfn_vma_new is called when a _new_ pfn mapping is being established
793  * for physical range indicated by pfn and size.
794  *
795  * prot is passed in as a parameter for the new mapping. If the vma has a
796  * linear pfn mapping for the entire range reserve the entire vma range with
797  * single reserve_pfn_range call.
798  * Otherwise, we look t the pfn and size and reserve only the specified range
799  * page by page.
800  *
801  * Note that this function can be called with caller trying to map only a
802  * subrange/page inside the vma.
803  */
804 int track_pfn_vma_new(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
805                         unsigned long pfn, unsigned long size)
806 {
807         int retval = 0;
808         unsigned long i, j;
809         resource_size_t base_paddr;
810         resource_size_t paddr;
811         unsigned long vma_start = vma->vm_start;
812         unsigned long vma_end = vma->vm_end;
813         unsigned long vma_size = vma_end - vma_start;
814
815         if (!pat_enabled)
816                 return 0;
817
818         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
819                 /* reserve the whole chunk starting from vm_pgoff */
820                 paddr = (resource_size_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
821                 return reserve_pfn_range(paddr, vma_size, prot, 0);
822         }
823
824         /* reserve page by page using pfn and size */
825         base_paddr = (resource_size_t)pfn << PAGE_SHIFT;
826         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
827                 paddr = base_paddr + i;
828                 retval = reserve_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE, prot, 0);
829                 if (retval)
830                         goto cleanup_ret;
831         }
832         return 0;
833
834 cleanup_ret:
835         /* Reserve error: Cleanup partial reservation and return error */
836         for (j = 0; j < i; j += PAGE_SIZE) {
837                 paddr = base_paddr + j;
838                 free_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE);
839         }
840
841         return retval;
842 }
843
844 /*
845  * untrack_pfn_vma is called while unmapping a pfnmap for a region.
846  * untrack can be called for a specific region indicated by pfn and size or
847  * can be for the entire vma (in which case size can be zero).
848  */
849 void untrack_pfn_vma(struct vm_area_struct *vma, unsigned long pfn,
850                         unsigned long size)
851 {
852         unsigned long i;
853         resource_size_t paddr;
854         unsigned long prot;
855         unsigned long vma_start = vma->vm_start;
856         unsigned long vma_end = vma->vm_end;
857         unsigned long vma_size = vma_end - vma_start;
858
859         if (!pat_enabled)
860                 return;
861
862         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
863                 /* free the whole chunk starting from vm_pgoff */
864                 paddr = (resource_size_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
865                 free_pfn_range(paddr, vma_size);
866                 return;
867         }
868
869         if (size != 0 && size != vma_size) {
870                 /* free page by page, using pfn and size */
871                 paddr = (resource_size_t)pfn << PAGE_SHIFT;
872                 for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
873                         paddr = paddr + i;
874                         free_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE);
875                 }
876         } else {
877                 /* free entire vma, page by page, using the pfn from pte */
878                 for (i = 0; i < vma_size; i += PAGE_SIZE) {
879                         if (follow_phys(vma, vma_start + i, 0, &prot, &paddr))
880                                 continue;
881
882                         free_pfn_range(paddr, PAGE_SIZE);
883                 }
884         }
885 }
886
887 pgprot_t pgprot_writecombine(pgprot_t prot)
888 {
889         if (pat_enabled)
890                 return __pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_CACHE_WC);
891         else
892                 return pgprot_noncached(prot);
893 }
894 EXPORT_SYMBOL_GPL(pgprot_writecombine);
895
896 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_X86_PAT)
897
898 /* get Nth element of the linked list */
899 static struct memtype *memtype_get_idx(loff_t pos)
900 {
901         struct memtype *list_node, *print_entry;
902         int i = 1;
903
904         print_entry  = kmalloc(sizeof(struct memtype), GFP_KERNEL);
905         if (!print_entry)
906                 return NULL;
907
908         spin_lock(&memtype_lock);
909         list_for_each_entry(list_node, &memtype_list, nd) {
910                 if (pos == i) {
911                         *print_entry = *list_node;
912                         spin_unlock(&memtype_lock);
913                         return print_entry;
914                 }
915                 ++i;
916         }
917         spin_unlock(&memtype_lock);
918         kfree(print_entry);
919
920         return NULL;
921 }
922
923 static void *memtype_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
924 {
925         if (*pos == 0) {
926                 ++*pos;
927                 seq_printf(seq, "PAT memtype list:\n");
928         }
929
930         return memtype_get_idx(*pos);
931 }
932
933 static void *memtype_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
934 {
935         ++*pos;
936         return memtype_get_idx(*pos);
937 }
938
939 static void memtype_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
940 {
941 }
942
943 static int memtype_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
944 {
945         struct memtype *print_entry = (struct memtype *)v;
946
947         seq_printf(seq, "%s @ 0x%Lx-0x%Lx\n", cattr_name(print_entry->type),
948                         print_entry->start, print_entry->end);
949         kfree(print_entry);
950
951         return 0;
952 }
953
954 static struct seq_operations memtype_seq_ops = {
955         .start = memtype_seq_start,
956         .next  = memtype_seq_next,
957         .stop  = memtype_seq_stop,
958         .show  = memtype_seq_show,
959 };
960
961 static int memtype_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
962 {
963         return seq_open(file, &memtype_seq_ops);
964 }
965
966 static const struct file_operations memtype_fops = {
967         .open    = memtype_seq_open,
968         .read    = seq_read,
969         .llseek  = seq_lseek,
970         .release = seq_release,
971 };
972
973 static int __init pat_memtype_list_init(void)
974 {
975         debugfs_create_file("pat_memtype_list", S_IRUSR, arch_debugfs_dir,
976                                 NULL, &memtype_fops);
977         return 0;
978 }
979
980 late_initcall(pat_memtype_list_init);
981
982 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS && CONFIG_X86_PAT */