x86: cpa: set_memory_notpresent()
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86 / mm / pageattr.c
index effcd78d5f4039761bd3598f197031e2940640a4..e5910ac37e599a628bcbc11695401d8fd69ba1d9 100644 (file)
@@ -3,42 +3,57 @@
  * Thanks to Ben LaHaise for precious feedback.
  */
 #include <linux/highmem.h>
+#include <linux/bootmem.h>
 #include <linux/module.h>
 #include <linux/sched.h>
 #include <linux/slab.h>
 #include <linux/mm.h>
 
-void clflush_cache_range(void *addr, int size)
-{
-       int i;
-
-       for (i = 0; i < size; i += boot_cpu_data.x86_clflush_size)
-               clflush(addr+i);
-}
-
+#include <asm/e820.h>
 #include <asm/processor.h>
 #include <asm/tlbflush.h>
 #include <asm/sections.h>
 #include <asm/uaccess.h>
 #include <asm/pgalloc.h>
 
+static inline int
+within(unsigned long addr, unsigned long start, unsigned long end)
+{
+       return addr >= start && addr < end;
+}
+
 /*
- * We allow the BIOS range to be executable:
+ * Certain areas of memory on x86 require very specific protection flags,
+ * for example the BIOS area or kernel text. Callers don't always get this
+ * right (again, ioremap() on BIOS memory is not uncommon) so this function
+ * checks and fixes these known static required protection bits.
  */
-#define BIOS_BEGIN             0x000a0000
-#define BIOS_END               0x00100000
-
-static inline pgprot_t check_exec(pgprot_t prot, unsigned long address)
+static inline pgprot_t static_protections(pgprot_t prot, unsigned long address)
 {
-       if (__pa(address) >= BIOS_BEGIN && __pa(address) < BIOS_END)
-               pgprot_val(prot) &= ~_PAGE_NX;
+       pgprot_t forbidden = __pgprot(0);
+
        /*
-        * Better fail early if someone sets the kernel text to NX.
-        * Does not cover __inittext
+        * The BIOS area between 640k and 1Mb needs to be executable for
+        * PCI BIOS based config access (CONFIG_PCI_GOBIOS) support.
         */
-       BUG_ON(address >= (unsigned long)&_text &&
-               address < (unsigned long)&_etext &&
-              (pgprot_val(prot) & _PAGE_NX));
+       if (within(__pa(address), BIOS_BEGIN, BIOS_END))
+               pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_NX;
+
+       /*
+        * The kernel text needs to be executable for obvious reasons
+        * Does not cover __inittext since that is gone later on
+        */
+       if (within(address, (unsigned long)_text, (unsigned long)_etext))
+               pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_NX;
+
+#ifdef CONFIG_DEBUG_RODATA
+       /* The .rodata section needs to be read-only */
+       if (within(address, (unsigned long)__start_rodata,
+                               (unsigned long)__end_rodata))
+               pgprot_val(forbidden) |= _PAGE_RW;
+#endif
+
+       prot = __pgprot(pgprot_val(prot) & ~pgprot_val(forbidden));
 
        return prot;
 }
@@ -129,8 +144,13 @@ static int split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address)
                set_pte(&pbase[i], pfn_pte(addr >> PAGE_SHIFT, ref_prot));
 
        /*
-        * Install the new, split up pagetable:
+        * Install the new, split up pagetable. Important detail here:
+        *
+        * On Intel the NX bit of all levels must be cleared to make a
+        * page executable. See section 4.13.2 of Intel 64 and IA-32
+        * Architectures Software Developer's Manual).
         */
+       ref_prot = pte_pgprot(pte_mkexec(pte_clrhuge(*kpte)));
        __set_pmd_pte(kpte, address, mk_pte(base, ref_prot));
        base = NULL;
 
@@ -144,13 +164,15 @@ out_unlock:
 }
 
 static int
-__change_page_attr(unsigned long address, struct page *page, pgprot_t prot)
+__change_page_attr(unsigned long address, unsigned long pfn, pgprot_t prot)
 {
        struct page *kpte_page;
        int level, err = 0;
        pte_t *kpte;
 
-       BUG_ON(PageHighMem(page));
+#ifdef CONFIG_X86_32
+       BUG_ON(pfn > max_low_pfn);
+#endif
 
 repeat:
        kpte = lookup_address(address, &level);
@@ -161,10 +183,10 @@ repeat:
        BUG_ON(PageLRU(kpte_page));
        BUG_ON(PageCompound(kpte_page));
 
-       prot = check_exec(prot, address);
+       prot = static_protections(prot, address);
 
        if (level == PG_LEVEL_4K) {
-               set_pte_atomic(kpte, mk_pte(page, canon_pgprot(prot)));
+               set_pte_atomic(kpte, pfn_pte(pfn, canon_pgprot(prot)));
        } else {
                err = split_large_page(kpte, address);
                if (!err)
@@ -184,6 +206,8 @@ repeat:
  * mem_map entry (pfn_valid() is false).
  *
  * See change_page_attr() documentation for more details.
+ *
+ * Modules and drivers should use the set_memory_* APIs instead.
  */
 
 int change_page_attr_addr(unsigned long address, int numpages, pgprot_t prot)
@@ -203,7 +227,7 @@ int change_page_attr_addr(unsigned long address, int numpages, pgprot_t prot)
                unsigned long pfn = __pa(address) >> PAGE_SHIFT;
 
                if (!kernel_map || pte_present(pfn_pte(0, prot))) {
-                       err = __change_page_attr(address, pfn_to_page(pfn), prot);
+                       err = __change_page_attr(address, pfn, prot);
                        if (err)
                                break;
                }
@@ -219,7 +243,7 @@ int change_page_attr_addr(unsigned long address, int numpages, pgprot_t prot)
                        addr2 = __START_KERNEL_map + __pa(address);
                        /* Make sure the kernel mappings stay executable */
                        prot2 = pte_pgprot(pte_mkexec(pfn_pte(0, prot)));
-                       err = __change_page_attr(addr2, pfn_to_page(pfn), prot2);
+                       err = __change_page_attr(addr2, pfn, prot2);
                }
 #endif
        }
@@ -246,6 +270,8 @@ int change_page_attr_addr(unsigned long address, int numpages, pgprot_t prot)
  * (e.g. in user space) * This function only deals with the kernel linear map.
  *
  * For MMIO areas without mem_map use change_page_attr_addr() instead.
+ *
+ * Modules and drivers should use the set_pages_* APIs instead.
  */
 int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 {
@@ -253,7 +279,209 @@ int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 
        return change_page_attr_addr(addr, numpages, prot);
 }
-EXPORT_SYMBOL(change_page_attr);
+EXPORT_UNUSED_SYMBOL(change_page_attr); /* to be removed in 2.6.27 */
+
+/**
+ * change_page_attr_set - Change page table attributes in the linear mapping.
+ * @addr: Virtual address in linear mapping.
+ * @numpages: Number of pages to change
+ * @prot: Protection/caching type bits to set (PAGE_*)
+ *
+ * Returns 0 on success, otherwise a negated errno.
+ *
+ * This should be used when a page is mapped with a different caching policy
+ * than write-back somewhere - some CPUs do not like it when mappings with
+ * different caching policies exist. This changes the page attributes of the
+ * in kernel linear mapping too.
+ *
+ * Caller must call global_flush_tlb() later to make the changes active.
+ *
+ * The caller needs to ensure that there are no conflicting mappings elsewhere
+ * (e.g. in user space) * This function only deals with the kernel linear map.
+ *
+ * This function is different from change_page_attr() in that only selected bits
+ * are impacted, all other bits remain as is.
+ */
+int change_page_attr_set(unsigned long addr, int numpages, pgprot_t prot)
+{
+       pgprot_t current_prot;
+       int level;
+       pte_t *pte;
+
+       pte = lookup_address(addr, &level);
+       if (pte)
+               current_prot = pte_pgprot(*pte);
+       else
+               pgprot_val(current_prot) = 0;
+
+       pgprot_val(prot) = pgprot_val(current_prot) | pgprot_val(prot);
+
+       return change_page_attr_addr(addr, numpages, prot);
+}
+
+/**
+ * change_page_attr_clear - Change page table attributes in the linear mapping.
+ * @addr: Virtual address in linear mapping.
+ * @numpages: Number of pages to change
+ * @prot: Protection/caching type bits to clear (PAGE_*)
+ *
+ * Returns 0 on success, otherwise a negated errno.
+ *
+ * This should be used when a page is mapped with a different caching policy
+ * than write-back somewhere - some CPUs do not like it when mappings with
+ * different caching policies exist. This changes the page attributes of the
+ * in kernel linear mapping too.
+ *
+ * Caller must call global_flush_tlb() later to make the changes active.
+ *
+ * The caller needs to ensure that there are no conflicting mappings elsewhere
+ * (e.g. in user space) * This function only deals with the kernel linear map.
+ *
+ * This function is different from change_page_attr() in that only selected bits
+ * are impacted, all other bits remain as is.
+ */
+int change_page_attr_clear(unsigned long addr, int numpages, pgprot_t prot)
+{
+       pgprot_t current_prot;
+       int level;
+       pte_t *pte;
+
+       pte = lookup_address(addr, &level);
+       if (pte)
+               current_prot = pte_pgprot(*pte);
+       else
+               pgprot_val(current_prot) = 0;
+
+       pgprot_val(prot) = pgprot_val(current_prot) & ~pgprot_val(prot);
+
+       return change_page_attr_addr(addr, numpages, prot);
+}
+
+int set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
+{
+       pgprot_t uncached;
+
+       pgprot_val(uncached) = _PAGE_PCD | _PAGE_PWT;
+       return change_page_attr_set(addr, numpages, uncached);
+}
+EXPORT_SYMBOL(set_memory_uc);
+
+int set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
+{
+       pgprot_t uncached;
+
+       pgprot_val(uncached) = _PAGE_PCD | _PAGE_PWT;
+       return change_page_attr_clear(addr, numpages, uncached);
+}
+EXPORT_SYMBOL(set_memory_wb);
+
+int set_memory_x(unsigned long addr, int numpages)
+{
+       pgprot_t nx;
+
+       pgprot_val(nx) = _PAGE_NX;
+       return change_page_attr_clear(addr, numpages, nx);
+}
+EXPORT_SYMBOL(set_memory_x);
+
+int set_memory_nx(unsigned long addr, int numpages)
+{
+       pgprot_t nx;
+
+       pgprot_val(nx) = _PAGE_NX;
+       return change_page_attr_set(addr, numpages, nx);
+}
+EXPORT_SYMBOL(set_memory_nx);
+
+int set_memory_ro(unsigned long addr, int numpages)
+{
+       pgprot_t rw;
+
+       pgprot_val(rw) = _PAGE_RW;
+       return change_page_attr_clear(addr, numpages, rw);
+}
+
+int set_memory_rw(unsigned long addr, int numpages)
+{
+       pgprot_t rw;
+
+       pgprot_val(rw) = _PAGE_RW;
+       return change_page_attr_set(addr, numpages, rw);
+}
+
+int set_memory_np(unsigned long addr, int numpages)
+{
+       pgprot_t present;
+
+       pgprot_val(present) = _PAGE_PRESENT;
+       return change_page_attr_clear(addr, numpages, present);
+}
+
+int set_pages_uc(struct page *page, int numpages)
+{
+       unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
+       pgprot_t uncached;
+
+       pgprot_val(uncached) = _PAGE_PCD | _PAGE_PWT;
+       return change_page_attr_set(addr, numpages, uncached);
+}
+EXPORT_SYMBOL(set_pages_uc);
+
+int set_pages_wb(struct page *page, int numpages)
+{
+       unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
+       pgprot_t uncached;
+
+       pgprot_val(uncached) = _PAGE_PCD | _PAGE_PWT;
+       return change_page_attr_clear(addr, numpages, uncached);
+}
+EXPORT_SYMBOL(set_pages_wb);
+
+int set_pages_x(struct page *page, int numpages)
+{
+       unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
+       pgprot_t nx;
+
+       pgprot_val(nx) = _PAGE_NX;
+       return change_page_attr_clear(addr, numpages, nx);
+}
+EXPORT_SYMBOL(set_pages_x);
+
+int set_pages_nx(struct page *page, int numpages)
+{
+       unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
+       pgprot_t nx;
+
+       pgprot_val(nx) = _PAGE_NX;
+       return change_page_attr_set(addr, numpages, nx);
+}
+EXPORT_SYMBOL(set_pages_nx);
+
+int set_pages_ro(struct page *page, int numpages)
+{
+       unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
+       pgprot_t rw;
+
+       pgprot_val(rw) = _PAGE_RW;
+       return change_page_attr_clear(addr, numpages, rw);
+}
+
+int set_pages_rw(struct page *page, int numpages)
+{
+       unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
+       pgprot_t rw;
+
+       pgprot_val(rw) = _PAGE_RW;
+       return change_page_attr_set(addr, numpages, rw);
+}
+
+void clflush_cache_range(void *addr, int size)
+{
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < size; i += boot_cpu_data.x86_clflush_size)
+               clflush(addr+i);
+}
 
 static void flush_kernel_map(void *arg)
 {
@@ -276,6 +504,20 @@ void global_flush_tlb(void)
 EXPORT_SYMBOL(global_flush_tlb);
 
 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
+
+static int __set_pages_p(struct page *page, int numpages)
+{
+       unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
+       return change_page_attr_set(addr, numpages,
+                               __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW));
+}
+
+static int __set_pages_np(struct page *page, int numpages)
+{
+       unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
+       return change_page_attr_clear(addr, numpages, __pgprot(_PAGE_PRESENT));
+}
+
 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 {
        if (PageHighMem(page))
@@ -295,7 +537,10 @@ void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
         * The return value is ignored - the calls cannot fail,
         * large pages are disabled at boot time:
         */
-       change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
+       if (enable)
+               __set_pages_p(page, numpages);
+       else
+               __set_pages_np(page, numpages);
 
        /*
         * We should perform an IPI and flush all tlbs,