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/module.h>
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10
  11 void clflush_cache_range(void *addr, int size)
  12 {
  13         int i;
  14
  15         for (i = 0; i < size; i += boot_cpu_data.x86_clflush_size)
  16                 clflush(addr+i);
  17 }
  18
  19 #include <asm/processor.h>
  20 #include <asm/tlbflush.h>
  21 #include <asm/sections.h>
  22 #include <asm/uaccess.h>
  23 #include <asm/pgalloc.h>
  24
  25 pte_t *lookup_address(unsigned long address, int *level)
  26 {
  27         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(address);
  28         pud_t *pud;
  29         pmd_t *pmd;
  30
  31         if (pgd_none(*pgd))
  32                 return NULL;
  33         pud = pud_offset(pgd, address);
  34         if (pud_none(*pud))
  35                 return NULL;
  36         pmd = pmd_offset(pud, address);
  37         if (pmd_none(*pmd))
  38                 return NULL;
  39         *level = 3;
  40         if (pmd_large(*pmd))
  41                 return (pte_t *)pmd;
  42         *level = 4;
  43
  44         return pte_offset_kernel(pmd, address);
  45 }
  46
  47 static void __set_pmd_pte(pte_t *kpte, unsigned long address, pte_t pte)
  48 {
  49         /* change init_mm */
  50         set_pte_atomic(kpte, pte);
  51 #ifdef CONFIG_X86_32
  52         if (!SHARED_KERNEL_PMD) {
  53                 struct page *page;
  54
  55                 for (page = pgd_list; page; page = (struct page *)page->index) {
  56                         pgd_t *pgd;
  57                         pud_t *pud;
  58                         pmd_t *pmd;
  59
  60                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
  61                         pud = pud_offset(pgd, address);
  62                         pmd = pmd_offset(pud, address);
  63                         set_pte_atomic((pte_t *)pmd, pte);
  64                 }
  65         }
  66 #endif
  67 }
  68
  69 static int split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address)
  70 {
  71         pgprot_t ref_prot = pte_pgprot(pte_clrhuge(*kpte));
  72         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL;
  73         unsigned long flags;
  74         unsigned long addr;
  75         pte_t *pbase, *tmp;
  76         struct page *base;
  77         int i, level;
  78
  79 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
  80         gfp_flags = GFP_ATOMIC;
  81 #endif
  82         base = alloc_pages(gfp_flags, 0);
  83         if (!base)
  84                 return -ENOMEM;
  85
  86         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
  87         /*
  88          * Check for races, another CPU might have split this page
  89          * up for us already:
  90          */
  91         tmp = lookup_address(address, &level);
  92         if (tmp != kpte) {
  93                 WARN_ON_ONCE(1);
  94                 goto out_unlock;
  95         }
  96
  97         address = __pa(address);
  98         addr = address & LARGE_PAGE_MASK;
  99         pbase = (pte_t *)page_address(base);
 100 #ifdef CONFIG_X86_32
 101         paravirt_alloc_pt(&init_mm, page_to_pfn(base));
 102 #endif
 103
 104         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++, addr += PAGE_SIZE)
 105                 set_pte(&pbase[i], pfn_pte(addr >> PAGE_SHIFT, ref_prot));
 106
 107         /*
 108          * Install the new, split up pagetable:
 109          */
 110         __set_pmd_pte(kpte, address, mk_pte(base, ref_prot));
 111         base = NULL;
 112
 113 out_unlock:
 114         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 115
 116         if (base)
 117                 __free_pages(base, 0);
 118
 119         return 0;
 120 }
 121
 122 static int
 123 __change_page_attr(unsigned long address, struct page *page, pgprot_t prot)
 124 {
 125         struct page *kpte_page;
 126         int level, err = 0;
 127         pte_t *kpte;
 128
 129         BUG_ON(PageHighMem(page));
 130
 131 repeat:
 132         kpte = lookup_address(address, &level);
 133         if (!kpte)
 134                 return -EINVAL;
 135
 136         kpte_page = virt_to_page(kpte);
 137         BUG_ON(PageLRU(kpte_page));
 138         BUG_ON(PageCompound(kpte_page));
 139
 140         /*
 141          * Better fail early if someone sets the kernel text to NX.
 142          * Does not cover __inittext
 143          */
 144         BUG_ON(address >= (unsigned long)&_text &&
 145                 address < (unsigned long)&_etext &&
 146                (pgprot_val(prot) & _PAGE_NX));
 147
 148         if (level == 4) {
 149                 set_pte_atomic(kpte, mk_pte(page, canon_pgprot(prot)));
 150         } else {
 151                 err = split_large_page(kpte, address);
 152                 if (!err)
 153                         goto repeat;
 154         }
 155         return err;
 156 }
 157
 158 /**
 159  * change_page_attr_addr - Change page table attributes in linear mapping
 160  * @address: Virtual address in linear mapping.
 161  * @numpages: Number of pages to change
 162  * @prot:    New page table attribute (PAGE_*)
 163  *
 164  * Change page attributes of a page in the direct mapping. This is a variant
 165  * of change_page_attr() that also works on memory holes that do not have
 166  * mem_map entry (pfn_valid() is false).
 167  *
 168  * See change_page_attr() documentation for more details.
 169  */
 170
 171 int change_page_attr_addr(unsigned long address, int numpages, pgprot_t prot)
 172 {
 173         int err = 0, kernel_map = 0, i;
 174
 175 #ifdef CONFIG_X86_64
 176         if (address >= __START_KERNEL_map &&
 177                         address < __START_KERNEL_map + KERNEL_TEXT_SIZE) {
 178
 179                 address = (unsigned long)__va(__pa(address));
 180                 kernel_map = 1;
 181         }
 182 #endif
 183
 184         for (i = 0; i < numpages; i++, address += PAGE_SIZE) {
 185                 unsigned long pfn = __pa(address) >> PAGE_SHIFT;
 186
 187                 if (!kernel_map || pte_present(pfn_pte(0, prot))) {
 188                         err = __change_page_attr(address, pfn_to_page(pfn), prot);
 189                         if (err)
 190                                 break;
 191                 }
 192 #ifdef CONFIG_X86_64
 193                 /*
 194                  * Handle kernel mapping too which aliases part of
 195                  * lowmem:
 196                  */
 197                 if (__pa(address) < KERNEL_TEXT_SIZE) {
 198                         unsigned long addr2;
 199                         pgprot_t prot2;
 200
 201                         addr2 = __START_KERNEL_map + __pa(address);
 202                         /* Make sure the kernel mappings stay executable */
 203                         prot2 = pte_pgprot(pte_mkexec(pfn_pte(0, prot)));
 204                         err = __change_page_attr(addr2, pfn_to_page(pfn), prot2);
 205                 }
 206 #endif
 207         }
 208
 209         return err;
 210 }
 211
 212 /**
 213  * change_page_attr - Change page table attributes in the linear mapping.
 214  * @page: First page to change
 215  * @numpages: Number of pages to change
 216  * @prot: New protection/caching type (PAGE_*)
 217  *
 218  * Returns 0 on success, otherwise a negated errno.
 219  *
 220  * This should be used when a page is mapped with a different caching policy
 221  * than write-back somewhere - some CPUs do not like it when mappings with
 222  * different caching policies exist. This changes the page attributes of the
 223  * in kernel linear mapping too.
 224  *
 225  * Caller must call global_flush_tlb() later to make the changes active.
 226  *
 227  * The caller needs to ensure that there are no conflicting mappings elsewhere
 228  * (e.g. in user space) * This function only deals with the kernel linear map.
 229  *
 230  * For MMIO areas without mem_map use change_page_attr_addr() instead.
 231  */
 232 int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 233 {
 234         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
 235
 236         return change_page_attr_addr(addr, numpages, prot);
 237 }
 238 EXPORT_SYMBOL(change_page_attr);
 239
 240 static void flush_kernel_map(void *arg)
 241 {
 242         /*
 243          * Flush all to work around Errata in early athlons regarding
 244          * large page flushing.
 245          */
 246         __flush_tlb_all();
 247
 248         if (boot_cpu_data.x86_model >= 4)
 249                 wbinvd();
 250 }
 251
 252 void global_flush_tlb(void)
 253 {
 254         BUG_ON(irqs_disabled());
 255
 256         on_each_cpu(flush_kernel_map, NULL, 1, 1);
 257 }
 258 EXPORT_SYMBOL(global_flush_tlb);
 259
 260 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 261 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 262 {
 263         if (PageHighMem(page))
 264                 return;
 265         if (!enable) {
 266                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
 267                                            numpages * PAGE_SIZE);
 268         }
 269
 270         /*
 271          * If page allocator is not up yet then do not call c_p_a():
 272          */
 273         if (!debug_pagealloc_enabled)
 274                 return;
 275
 276         /*
 277          * The return value is ignored - the calls cannot fail,
 278          * large pages are disabled at boot time:
 279          */
 280         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
 281
 282         /*
 283          * We should perform an IPI and flush all tlbs,
 284          * but that can deadlock->flush only current cpu:
 285          */
 286         __flush_tlb_all();
 287 }
 288 #endif