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
  13 #include <asm/e820.h>
  14 #include <asm/processor.h>
  15 #include <asm/tlbflush.h>
  16 #include <asm/sections.h>
  17 #include <asm/uaccess.h>
  18 #include <asm/pgalloc.h>
  19 #include <asm/proto.h>
  20
  21 /*
  22  * The current flushing context - we pass it instead of 5 arguments:
  23  */
  24 struct cpa_data {
  25         unsigned long   vaddr;
  26         pgprot_t        mask_set;
  27         pgprot_t        mask_clr;
  28         int             numpages;
  29         int             processed;
  30         int             flushtlb;
  31         unsigned long   pfn;
  32 };
  33
  34 #ifdef CONFIG_X86_64
  35
  36 static inline unsigned long highmap_start_pfn(void)
  37 {
  38         return __pa(_text) >> PAGE_SHIFT;
  39 }
  40
  41 static inline unsigned long highmap_end_pfn(void)
  42 {
  43         return __pa(round_up((unsigned long)_end, PMD_SIZE)) >> PAGE_SHIFT;
  44 }
  45
  46 #endif
  47
  48 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
  49 # define debug_pagealloc 1
  50 #else
  51 # define debug_pagealloc 0
  52 #endif
  53
  54 static inline int
  55 within(unsigned long addr, unsigned long start, unsigned long end)
  56 {
  57         return addr >= start && addr < end;
  58 }
  59
  60 /*
  61  * Flushing functions
  62  */
  63
  64 /**
  65  * clflush_cache_range - flush a cache range with clflush
  66  * @addr:       virtual start address
  67  * @size:       number of bytes to flush
  68  *
  69  * clflush is an unordered instruction which needs fencing with mfence
  70  * to avoid ordering issues.
  71  */
  72 void clflush_cache_range(void *vaddr, unsigned int size)
  73 {
  74         void *vend = vaddr + size - 1;
  75
  76         mb();
  77
  78         for (; vaddr < vend; vaddr += boot_cpu_data.x86_clflush_size)
  79                 clflush(vaddr);
  80         /*
  81          * Flush any possible final partial cacheline:
  82          */
  83         clflush(vend);
  84
  85         mb();
  86 }
  87
  88 static void __cpa_flush_all(void *arg)
  89 {
  90         unsigned long cache = (unsigned long)arg;
  91
  92         /*
  93          * Flush all to work around Errata in early athlons regarding
  94          * large page flushing.
  95          */
  96         __flush_tlb_all();
  97
  98         if (cache && boot_cpu_data.x86_model >= 4)
  99                 wbinvd();
 100 }
 101
 102 static void cpa_flush_all(unsigned long cache)
 103 {
 104         BUG_ON(irqs_disabled());
 105
 106         on_each_cpu(__cpa_flush_all, (void *) cache, 1, 1);
 107 }
 108
 109 static void __cpa_flush_range(void *arg)
 110 {
 111         /*
 112          * We could optimize that further and do individual per page
 113          * tlb invalidates for a low number of pages. Caveat: we must
 114          * flush the high aliases on 64bit as well.
 115          */
 116         __flush_tlb_all();
 117 }
 118
 119 static void cpa_flush_range(unsigned long start, int numpages, int cache)
 120 {
 121         unsigned int i, level;
 122         unsigned long addr;
 123
 124         BUG_ON(irqs_disabled());
 125         WARN_ON(PAGE_ALIGN(start) != start);
 126
 127         on_each_cpu(__cpa_flush_range, NULL, 1, 1);
 128
 129         if (!cache)
 130                 return;
 131
 132         /*
 133          * We only need to flush on one CPU,
 134          * clflush is a MESI-coherent instruction that
 135          * will cause all other CPUs to flush the same
 136          * cachelines:
 137          */
 138         for (i = 0, addr = start; i < numpages; i++, addr += PAGE_SIZE) {
 139                 pte_t *pte = lookup_address(addr, &level);
 140
 141                 /*
 142                  * Only flush present addresses:
 143                  */
 144                 if (pte && (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT))
 145                         clflush_cache_range((void *) addr, PAGE_SIZE);
 146         }
 147 }
 148
 149 /*
 150  * Certain areas of memory on x86 require very specific protection flags,
 151  * for example the BIOS area or kernel text. Callers don't always get this
 152  * right (again, ioremap() on BIOS memory is not uncommon) so this function
 153  * checks and fixes these known static required protection bits.
 154  */
 155 static inline pgprot_t static_protections(pgprot_t prot, unsigned long address,
 156                                    unsigned long pfn)
 157 {
 158         pgprot_t forbidden = __pgprot(0);
 159
 160         /*
 161          * The BIOS area between 640k and 1Mb needs to be executable for
 162          * PCI BIOS based config access (CONFIG_PCI_GOBIOS) support.
 163          */
 164         if (within(pfn, BIOS_BEGIN >> PAGE_SHIFT, BIOS_END >> PAGE_SHIFT))
 165                 pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_NX;
 166
 167         /*
 168          * The kernel text needs to be executable for obvious reasons
 169          * Does not cover __inittext since that is gone later on. On
 170          * 64bit we do not enforce !NX on the low mapping
 171          */
 172         if (within(address, (unsigned long)_text, (unsigned long)_etext))
 173                 pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_NX;
 174
 175         /*
 176          * The .rodata section needs to be read-only. Using the pfn
 177          * catches all aliases.
 178          */
 179         if (within(pfn, __pa((unsigned long)__start_rodata) >> PAGE_SHIFT,
 180                    __pa((unsigned long)__end_rodata) >> PAGE_SHIFT))
 181                 pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_RW;
 182
 183         prot = __pgprot(pgprot_val(prot) & ~pgprot_val(forbidden));
 184
 185         return prot;
 186 }
 187
 188 /*
 189  * Lookup the page table entry for a virtual address. Return a pointer
 190  * to the entry and the level of the mapping.
 191  *
 192  * Note: We return pud and pmd either when the entry is marked large
 193  * or when the present bit is not set. Otherwise we would return a
 194  * pointer to a nonexisting mapping.
 195  */
 196 pte_t *lookup_address(unsigned long address, unsigned int *level)
 197 {
 198         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(address);
 199         pud_t *pud;
 200         pmd_t *pmd;
 201
 202         *level = PG_LEVEL_NONE;
 203
 204         if (pgd_none(*pgd))
 205                 return NULL;
 206
 207         pud = pud_offset(pgd, address);
 208         if (pud_none(*pud))
 209                 return NULL;
 210
 211         *level = PG_LEVEL_1G;
 212         if (pud_large(*pud) || !pud_present(*pud))
 213                 return (pte_t *)pud;
 214
 215         pmd = pmd_offset(pud, address);
 216         if (pmd_none(*pmd))
 217                 return NULL;
 218
 219         *level = PG_LEVEL_2M;
 220         if (pmd_large(*pmd) || !pmd_present(*pmd))
 221                 return (pte_t *)pmd;
 222
 223         *level = PG_LEVEL_4K;
 224
 225         return pte_offset_kernel(pmd, address);
 226 }
 227
 228 /*
 229  * Set the new pmd in all the pgds we know about:
 230  */
 231 static void __set_pmd_pte(pte_t *kpte, unsigned long address, pte_t pte)
 232 {
 233         /* change init_mm */
 234         set_pte_atomic(kpte, pte);
 235 #ifdef CONFIG_X86_32
 236         if (!SHARED_KERNEL_PMD) {
 237                 struct page *page;
 238
 239                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 240                         pgd_t *pgd;
 241                         pud_t *pud;
 242                         pmd_t *pmd;
 243
 244                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
 245                         pud = pud_offset(pgd, address);
 246                         pmd = pmd_offset(pud, address);
 247                         set_pte_atomic((pte_t *)pmd, pte);
 248                 }
 249         }
 250 #endif
 251 }
 252
 253 static int
 254 try_preserve_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address,
 255                         struct cpa_data *cpa)
 256 {
 257         unsigned long nextpage_addr, numpages, pmask, psize, flags, addr, pfn;
 258         pte_t new_pte, old_pte, *tmp;
 259         pgprot_t old_prot, new_prot;
 260         int i, do_split = 1;
 261         unsigned int level;
 262
 263         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 264         /*
 265          * Check for races, another CPU might have split this page
 266          * up already:
 267          */
 268         tmp = lookup_address(address, &level);
 269         if (tmp != kpte)
 270                 goto out_unlock;
 271
 272         switch (level) {
 273         case PG_LEVEL_2M:
 274                 psize = PMD_PAGE_SIZE;
 275                 pmask = PMD_PAGE_MASK;
 276                 break;
 277 #ifdef CONFIG_X86_64
 278         case PG_LEVEL_1G:
 279                 psize = PUD_PAGE_SIZE;
 280                 pmask = PUD_PAGE_MASK;
 281                 break;
 282 #endif
 283         default:
 284                 do_split = -EINVAL;
 285                 goto out_unlock;
 286         }
 287
 288         /*
 289          * Calculate the number of pages, which fit into this large
 290          * page starting at address:
 291          */
 292         nextpage_addr = (address + psize) & pmask;
 293         numpages = (nextpage_addr - address) >> PAGE_SHIFT;
 294         if (numpages < cpa->processed)
 295                 cpa->processed = numpages;
 296
 297         /*
 298          * We are safe now. Check whether the new pgprot is the same:
 299          */
 300         old_pte = *kpte;
 301         old_prot = new_prot = pte_pgprot(old_pte);
 302
 303         pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
 304         pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
 305
 306         /*
 307          * old_pte points to the large page base address. So we need
 308          * to add the offset of the virtual address:
 309          */
 310         pfn = pte_pfn(old_pte) + ((address & (psize - 1)) >> PAGE_SHIFT);
 311         cpa->pfn = pfn;
 312
 313         new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn);
 314
 315         /*
 316          * We need to check the full range, whether
 317          * static_protection() requires a different pgprot for one of
 318          * the pages in the range we try to preserve:
 319          */
 320         addr = address + PAGE_SIZE;
 321         pfn++;
 322         for (i = 1; i < cpa->processed; i++, addr += PAGE_SIZE, pfn++) {
 323                 pgprot_t chk_prot = static_protections(new_prot, addr, pfn);
 324
 325                 if (pgprot_val(chk_prot) != pgprot_val(new_prot))
 326                         goto out_unlock;
 327         }
 328
 329         /*
 330          * If there are no changes, return. maxpages has been updated
 331          * above:
 332          */
 333         if (pgprot_val(new_prot) == pgprot_val(old_prot)) {
 334                 do_split = 0;
 335                 goto out_unlock;
 336         }
 337
 338         /*
 339          * We need to change the attributes. Check, whether we can
 340          * change the large page in one go. We request a split, when
 341          * the address is not aligned and the number of pages is
 342          * smaller than the number of pages in the large page. Note
 343          * that we limited the number of possible pages already to
 344          * the number of pages in the large page.
 345          */
 346         if (address == (nextpage_addr - psize) && cpa->processed == numpages) {
 347                 /*
 348                  * The address is aligned and the number of pages
 349                  * covers the full page.
 350                  */
 351                 new_pte = pfn_pte(pte_pfn(old_pte), canon_pgprot(new_prot));
 352                 __set_pmd_pte(kpte, address, new_pte);
 353                 cpa->flushtlb = 1;
 354                 do_split = 0;
 355         }
 356
 357 out_unlock:
 358         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 359
 360         return do_split;
 361 }
 362
 363 static LIST_HEAD(page_pool);
 364 static unsigned long pool_size, pool_pages, pool_low;
 365 static unsigned long pool_used, pool_failed;
 366
 367 static void cpa_fill_pool(struct page **ret)
 368 {
 369         gfp_t gfp = GFP_KERNEL;
 370         unsigned long flags;
 371         struct page *p;
 372
 373         /*
 374          * Avoid recursion (on debug-pagealloc) and also signal
 375          * our priority to get to these pagetables:
 376          */
 377         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
 378                 return;
 379         current->flags |= PF_MEMALLOC;
 380
 381         /*
 382          * Allocate atomically from atomic contexts:
 383          */
 384         if (in_atomic() || irqs_disabled() || debug_pagealloc)
 385                 gfp =  GFP_ATOMIC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 386
 387         while (pool_pages < pool_size || (ret && !*ret)) {
 388                 p = alloc_pages(gfp, 0);
 389                 if (!p) {
 390                         pool_failed++;
 391                         break;
 392                 }
 393                 /*
 394                  * If the call site needs a page right now, provide it:
 395                  */
 396                 if (ret && !*ret) {
 397                         *ret = p;
 398                         continue;
 399                 }
 400                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 401                 list_add(&p->lru, &page_pool);
 402                 pool_pages++;
 403                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 404         }
 405
 406         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
 407 }
 408
 409 #define SHIFT_MB                (20 - PAGE_SHIFT)
 410 #define ROUND_MB_GB             ((1 << 10) - 1)
 411 #define SHIFT_MB_GB             10
 412 #define POOL_PAGES_PER_GB       16
 413
 414 void __init cpa_init(void)
 415 {
 416         struct sysinfo si;
 417         unsigned long gb;
 418
 419         si_meminfo(&si);
 420         /*
 421          * Calculate the number of pool pages:
 422          *
 423          * Convert totalram (nr of pages) to MiB and round to the next
 424          * GiB. Shift MiB to Gib and multiply the result by
 425          * POOL_PAGES_PER_GB:
 426          */
 427         if (debug_pagealloc) {
 428                 gb = ((si.totalram >> SHIFT_MB) + ROUND_MB_GB) >> SHIFT_MB_GB;
 429                 pool_size = POOL_PAGES_PER_GB * gb;
 430         } else {
 431                 pool_size = 1;
 432         }
 433         pool_low = pool_size;
 434
 435         cpa_fill_pool(NULL);
 436         printk(KERN_DEBUG
 437                "CPA: page pool initialized %lu of %lu pages preallocated\n",
 438                pool_pages, pool_size);
 439 }
 440
 441 static int split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address)
 442 {
 443         unsigned long flags, pfn, pfninc = 1;
 444         unsigned int i, level;
 445         pte_t *pbase, *tmp;
 446         pgprot_t ref_prot;
 447         struct page *base;
 448
 449         /*
 450          * Get a page from the pool. The pool list is protected by the
 451          * pgd_lock, which we have to take anyway for the split
 452          * operation:
 453          */
 454         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 455         if (list_empty(&page_pool)) {
 456                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 457                 base = NULL;
 458                 cpa_fill_pool(&base);
 459                 if (!base)
 460                         return -ENOMEM;
 461                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 462         } else {
 463                 base = list_first_entry(&page_pool, struct page, lru);
 464                 list_del(&base->lru);
 465                 pool_pages--;
 466
 467                 if (pool_pages < pool_low)
 468                         pool_low = pool_pages;
 469         }
 470
 471         /*
 472          * Check for races, another CPU might have split this page
 473          * up for us already:
 474          */
 475         tmp = lookup_address(address, &level);
 476         if (tmp != kpte)
 477                 goto out_unlock;
 478
 479         pbase = (pte_t *)page_address(base);
 480 #ifdef CONFIG_X86_32
 481         paravirt_alloc_pt(&init_mm, page_to_pfn(base));
 482 #endif
 483         ref_prot = pte_pgprot(pte_clrhuge(*kpte));
 484
 485 #ifdef CONFIG_X86_64
 486         if (level == PG_LEVEL_1G) {
 487                 pfninc = PMD_PAGE_SIZE >> PAGE_SHIFT;
 488                 pgprot_val(ref_prot) |= _PAGE_PSE;
 489         }
 490 #endif
 491
 492         /*
 493          * Get the target pfn from the original entry:
 494          */
 495         pfn = pte_pfn(*kpte);
 496         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++, pfn += pfninc)
 497                 set_pte(&pbase[i], pfn_pte(pfn, ref_prot));
 498
 499         /*
 500          * Install the new, split up pagetable. Important details here:
 501          *
 502          * On Intel the NX bit of all levels must be cleared to make a
 503          * page executable. See section 4.13.2 of Intel 64 and IA-32
 504          * Architectures Software Developer's Manual).
 505          *
 506          * Mark the entry present. The current mapping might be
 507          * set to not present, which we preserved above.
 508          */
 509         ref_prot = pte_pgprot(pte_mkexec(pte_clrhuge(*kpte)));
 510         pgprot_val(ref_prot) |= _PAGE_PRESENT;
 511         __set_pmd_pte(kpte, address, mk_pte(base, ref_prot));
 512         base = NULL;
 513
 514 out_unlock:
 515         /*
 516          * If we dropped out via the lookup_address check under
 517          * pgd_lock then stick the page back into the pool:
 518          */
 519         if (base) {
 520                 list_add(&base->lru, &page_pool);
 521                 pool_pages++;
 522         } else
 523                 pool_used++;
 524         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 525
 526         return 0;
 527 }
 528
 529 static int __change_page_attr(struct cpa_data *cpa, int primary)
 530 {
 531         unsigned long address = cpa->vaddr;
 532         int do_split, err;
 533         unsigned int level;
 534         pte_t *kpte, old_pte;
 535
 536 repeat:
 537         kpte = lookup_address(address, &level);
 538         if (!kpte)
 539                 return primary ? -EINVAL : 0;
 540
 541         old_pte = *kpte;
 542         if (!pte_val(old_pte)) {
 543                 if (!primary)
 544                         return 0;
 545                 printk(KERN_WARNING "CPA: called for zero pte. "
 546                        "vaddr = %lx cpa->vaddr = %lx\n", address,
 547                        cpa->vaddr);
 548                 WARN_ON(1);
 549                 return -EINVAL;
 550         }
 551
 552         if (level == PG_LEVEL_4K) {
 553                 pte_t new_pte;
 554                 pgprot_t new_prot = pte_pgprot(old_pte);
 555                 unsigned long pfn = pte_pfn(old_pte);
 556
 557                 pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
 558                 pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
 559
 560                 new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn);
 561
 562                 /*
 563                  * We need to keep the pfn from the existing PTE,
 564                  * after all we're only going to change it's attributes
 565                  * not the memory it points to
 566                  */
 567                 new_pte = pfn_pte(pfn, canon_pgprot(new_prot));
 568                 cpa->pfn = pfn;
 569                 /*
 570                  * Do we really change anything ?
 571                  */
 572                 if (pte_val(old_pte) != pte_val(new_pte)) {
 573                         set_pte_atomic(kpte, new_pte);
 574                         cpa->flushtlb = 1;
 575                 }
 576                 cpa->processed = 1;
 577                 return 0;
 578         }
 579
 580         /*
 581          * Check, whether we can keep the large page intact
 582          * and just change the pte:
 583          */
 584         do_split = try_preserve_large_page(kpte, address, cpa);
 585         /*
 586          * When the range fits into the existing large page,
 587          * return. cp->processed and cpa->tlbflush have been updated in
 588          * try_large_page:
 589          */
 590         if (do_split <= 0)
 591                 return do_split;
 592
 593         /*
 594          * We have to split the large page:
 595          */
 596         err = split_large_page(kpte, address);
 597         if (!err) {
 598                 cpa->flushtlb = 1;
 599                 goto repeat;
 600         }
 601
 602         return err;
 603 }
 604
 605 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias);
 606
 607 static int cpa_process_alias(struct cpa_data *cpa)
 608 {
 609         struct cpa_data alias_cpa;
 610         int ret = 0;
 611
 612         if (cpa->pfn > max_pfn_mapped)
 613                 return 0;
 614
 615         /*
 616          * No need to redo, when the primary call touched the direct
 617          * mapping already:
 618          */
 619         if (!within(cpa->vaddr, PAGE_OFFSET,
 620                     PAGE_OFFSET + (max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT))) {
 621
 622                 alias_cpa = *cpa;
 623                 alias_cpa.vaddr = (unsigned long) __va(cpa->pfn << PAGE_SHIFT);
 624
 625                 ret = __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
 626         }
 627
 628 #ifdef CONFIG_X86_64
 629         if (ret)
 630                 return ret;
 631         /*
 632          * No need to redo, when the primary call touched the high
 633          * mapping already:
 634          */
 635         if (within(cpa->vaddr, (unsigned long) _text, (unsigned long) _end))
 636                 return 0;
 637
 638         /*
 639          * If the physical address is inside the kernel map, we need
 640          * to touch the high mapped kernel as well:
 641          */
 642         if (!within(cpa->pfn, highmap_start_pfn(), highmap_end_pfn()))
 643                 return 0;
 644
 645         alias_cpa = *cpa;
 646         alias_cpa.vaddr =
 647                 (cpa->pfn << PAGE_SHIFT) + __START_KERNEL_map - phys_base;
 648
 649         /*
 650          * The high mapping range is imprecise, so ignore the return value.
 651          */
 652         __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
 653 #endif
 654         return ret;
 655 }
 656
 657 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias)
 658 {
 659         int ret, numpages = cpa->numpages;
 660
 661         while (numpages) {
 662                 /*
 663                  * Store the remaining nr of pages for the large page
 664                  * preservation check.
 665                  */
 666                 cpa->numpages = cpa->processed = numpages;
 667
 668                 ret = __change_page_attr(cpa, checkalias);
 669                 if (ret)
 670                         return ret;
 671
 672                 if (checkalias) {
 673                         ret = cpa_process_alias(cpa);
 674                         if (ret)
 675                                 return ret;
 676                 }
 677
 678                 /*
 679                  * Adjust the number of pages with the result of the
 680                  * CPA operation. Either a large page has been
 681                  * preserved or a single page update happened.
 682                  */
 683                 BUG_ON(cpa->processed > numpages);
 684                 numpages -= cpa->processed;
 685                 cpa->vaddr += cpa->processed * PAGE_SIZE;
 686         }
 687         return 0;
 688 }
 689
 690 static inline int cache_attr(pgprot_t attr)
 691 {
 692         return pgprot_val(attr) &
 693                 (_PAGE_PAT | _PAGE_PAT_LARGE | _PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
 694 }
 695
 696 static int change_page_attr_set_clr(unsigned long addr, int numpages,
 697                                     pgprot_t mask_set, pgprot_t mask_clr)
 698 {
 699         struct cpa_data cpa;
 700         int ret, cache, checkalias;
 701
 702         /*
 703          * Check, if we are requested to change a not supported
 704          * feature:
 705          */
 706         mask_set = canon_pgprot(mask_set);
 707         mask_clr = canon_pgprot(mask_clr);
 708         if (!pgprot_val(mask_set) && !pgprot_val(mask_clr))
 709                 return 0;
 710
 711         /* Ensure we are PAGE_SIZE aligned */
 712         if (addr & ~PAGE_MASK) {
 713                 addr &= PAGE_MASK;
 714                 /*
 715                  * People should not be passing in unaligned addresses:
 716                  */
 717                 WARN_ON_ONCE(1);
 718         }
 719
 720         cpa.vaddr = addr;
 721         cpa.numpages = numpages;
 722         cpa.mask_set = mask_set;
 723         cpa.mask_clr = mask_clr;
 724         cpa.flushtlb = 0;
 725
 726         /* No alias checking for _NX bit modifications */
 727         checkalias = (pgprot_val(mask_set) | pgprot_val(mask_clr)) != _PAGE_NX;
 728
 729         ret = __change_page_attr_set_clr(&cpa, checkalias);
 730
 731         /*
 732          * Check whether we really changed something:
 733          */
 734         if (!cpa.flushtlb)
 735                 goto out;
 736
 737         /*
 738          * No need to flush, when we did not set any of the caching
 739          * attributes:
 740          */
 741         cache = cache_attr(mask_set);
 742
 743         /*
 744          * On success we use clflush, when the CPU supports it to
 745          * avoid the wbindv. If the CPU does not support it and in the
 746          * error case we fall back to cpa_flush_all (which uses
 747          * wbindv):
 748          */
 749         if (!ret && cpu_has_clflush)
 750                 cpa_flush_range(addr, numpages, cache);
 751         else
 752                 cpa_flush_all(cache);
 753
 754 out:
 755         cpa_fill_pool(NULL);
 756
 757         return ret;
 758 }
 759
 760 static inline int change_page_attr_set(unsigned long addr, int numpages,
 761                                        pgprot_t mask)
 762 {
 763         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, mask, __pgprot(0));
 764 }
 765
 766 static inline int change_page_attr_clear(unsigned long addr, int numpages,
 767                                          pgprot_t mask)
 768 {
 769         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, __pgprot(0), mask);
 770 }
 771
 772 int set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
 773 {
 774         return change_page_attr_set(addr, numpages,
 775                                     __pgprot(_PAGE_PCD | _PAGE_PWT));
 776 }
 777 EXPORT_SYMBOL(set_memory_uc);
 778
 779 int set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
 780 {
 781         return change_page_attr_clear(addr, numpages,
 782                                       __pgprot(_PAGE_PCD | _PAGE_PWT));
 783 }
 784 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wb);
 785
 786 int set_memory_x(unsigned long addr, int numpages)
 787 {
 788         return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX));
 789 }
 790 EXPORT_SYMBOL(set_memory_x);
 791
 792 int set_memory_nx(unsigned long addr, int numpages)
 793 {
 794         return change_page_attr_set(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX));
 795 }
 796 EXPORT_SYMBOL(set_memory_nx);
 797
 798 int set_memory_ro(unsigned long addr, int numpages)
 799 {
 800         return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW));
 801 }
 802
 803 int set_memory_rw(unsigned long addr, int numpages)
 804 {
 805         return change_page_attr_set(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW));
 806 }
 807
 808 int set_memory_np(unsigned long addr, int numpages)
 809 {
 810         return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_PRESENT));
 811 }
 812
 813 int set_pages_uc(struct page *page, int numpages)
 814 {
 815         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
 816
 817         return set_memory_uc(addr, numpages);
 818 }
 819 EXPORT_SYMBOL(set_pages_uc);
 820
 821 int set_pages_wb(struct page *page, int numpages)
 822 {
 823         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
 824
 825         return set_memory_wb(addr, numpages);
 826 }
 827 EXPORT_SYMBOL(set_pages_wb);
 828
 829 int set_pages_x(struct page *page, int numpages)
 830 {
 831         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
 832
 833         return set_memory_x(addr, numpages);
 834 }
 835 EXPORT_SYMBOL(set_pages_x);
 836
 837 int set_pages_nx(struct page *page, int numpages)
 838 {
 839         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
 840
 841         return set_memory_nx(addr, numpages);
 842 }
 843 EXPORT_SYMBOL(set_pages_nx);
 844
 845 int set_pages_ro(struct page *page, int numpages)
 846 {
 847         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
 848
 849         return set_memory_ro(addr, numpages);
 850 }
 851
 852 int set_pages_rw(struct page *page, int numpages)
 853 {
 854         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
 855
 856         return set_memory_rw(addr, numpages);
 857 }
 858
 859 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 860
 861 static int __set_pages_p(struct page *page, int numpages)
 862 {
 863         struct cpa_data cpa = { .vaddr = (unsigned long) page_address(page),
 864                                 .numpages = numpages,
 865                                 .mask_set = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
 866                                 .mask_clr = __pgprot(0)};
 867
 868         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 1);
 869 }
 870
 871 static int __set_pages_np(struct page *page, int numpages)
 872 {
 873         struct cpa_data cpa = { .vaddr = (unsigned long) page_address(page),
 874                                 .numpages = numpages,
 875                                 .mask_set = __pgprot(0),
 876                                 .mask_clr = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW)};
 877
 878         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 1);
 879 }
 880
 881 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 882 {
 883         if (PageHighMem(page))
 884                 return;
 885         if (!enable) {
 886                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
 887                                            numpages * PAGE_SIZE);
 888         }
 889
 890         /*
 891          * If page allocator is not up yet then do not call c_p_a():
 892          */
 893         if (!debug_pagealloc_enabled)
 894                 return;
 895
 896         /*
 897          * The return value is ignored as the calls cannot fail.
 898          * Large pages are kept enabled at boot time, and are
 899          * split up quickly with DEBUG_PAGEALLOC. If a splitup
 900          * fails here (due to temporary memory shortage) no damage
 901          * is done because we just keep the largepage intact up
 902          * to the next attempt when it will likely be split up:
 903          */
 904         if (enable)
 905                 __set_pages_p(page, numpages);
 906         else
 907                 __set_pages_np(page, numpages);
 908
 909         /*
 910          * We should perform an IPI and flush all tlbs,
 911          * but that can deadlock->flush only current cpu:
 912          */
 913         __flush_tlb_all();
 914
 915         /*
 916          * Try to refill the page pool here. We can do this only after
 917          * the tlb flush.
 918          */
 919         cpa_fill_pool(NULL);
 920 }
 921
 922 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
 923
 924 bool kernel_page_present(struct page *page)
 925 {
 926         unsigned int level;
 927         pte_t *pte;
 928
 929         if (PageHighMem(page))
 930                 return false;
 931
 932         pte = lookup_address((unsigned long)page_address(page), &level);
 933         return (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT);
 934 }
 935
 936 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
 937
 938 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 939
 940 /*
 941  * The testcases use internal knowledge of the implementation that shouldn't
 942  * be exposed to the rest of the kernel. Include these directly here.
 943  */
 944 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
 945 #include "pageattr-test.c"
 946 #endif