Merge tag 'v5.7-rc7' into perf/core, to pick up fixes
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / mm / pat / set_memory.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  * Thanks to Ben LaHaise for precious feedback.
5  */
6 #include <linux/highmem.h>
7 #include <linux/memblock.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/interrupt.h>
11 #include <linux/seq_file.h>
12 #include <linux/debugfs.h>
13 #include <linux/pfn.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/gfp.h>
16 #include <linux/pci.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/libnvdimm.h>
19
20 #include <asm/e820/api.h>
21 #include <asm/processor.h>
22 #include <asm/tlbflush.h>
23 #include <asm/sections.h>
24 #include <asm/setup.h>
25 #include <linux/uaccess.h>
26 #include <asm/pgalloc.h>
27 #include <asm/proto.h>
28 #include <asm/memtype.h>
29 #include <asm/set_memory.h>
30
31 #include "../mm_internal.h"
32
33 /*
34  * The current flushing context - we pass it instead of 5 arguments:
35  */
36 struct cpa_data {
37         unsigned long   *vaddr;
38         pgd_t           *pgd;
39         pgprot_t        mask_set;
40         pgprot_t        mask_clr;
41         unsigned long   numpages;
42         unsigned long   curpage;
43         unsigned long   pfn;
44         unsigned int    flags;
45         unsigned int    force_split             : 1,
46                         force_static_prot       : 1,
47                         force_flush_all         : 1;
48         struct page     **pages;
49 };
50
51 enum cpa_warn {
52         CPA_CONFLICT,
53         CPA_PROTECT,
54         CPA_DETECT,
55 };
56
57 static const int cpa_warn_level = CPA_PROTECT;
58
59 /*
60  * Serialize cpa() (for !DEBUG_PAGEALLOC which uses large identity mappings)
61  * using cpa_lock. So that we don't allow any other cpu, with stale large tlb
62  * entries change the page attribute in parallel to some other cpu
63  * splitting a large page entry along with changing the attribute.
64  */
65 static DEFINE_SPINLOCK(cpa_lock);
66
67 #define CPA_FLUSHTLB 1
68 #define CPA_ARRAY 2
69 #define CPA_PAGES_ARRAY 4
70 #define CPA_NO_CHECK_ALIAS 8 /* Do not search for aliases */
71
72 #ifdef CONFIG_PROC_FS
73 static unsigned long direct_pages_count[PG_LEVEL_NUM];
74
75 void update_page_count(int level, unsigned long pages)
76 {
77         /* Protect against CPA */
78         spin_lock(&pgd_lock);
79         direct_pages_count[level] += pages;
80         spin_unlock(&pgd_lock);
81 }
82
83 static void split_page_count(int level)
84 {
85         if (direct_pages_count[level] == 0)
86                 return;
87
88         direct_pages_count[level]--;
89         direct_pages_count[level - 1] += PTRS_PER_PTE;
90 }
91
92 void arch_report_meminfo(struct seq_file *m)
93 {
94         seq_printf(m, "DirectMap4k:    %8lu kB\n",
95                         direct_pages_count[PG_LEVEL_4K] << 2);
96 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_X86_PAE)
97         seq_printf(m, "DirectMap2M:    %8lu kB\n",
98                         direct_pages_count[PG_LEVEL_2M] << 11);
99 #else
100         seq_printf(m, "DirectMap4M:    %8lu kB\n",
101                         direct_pages_count[PG_LEVEL_2M] << 12);
102 #endif
103         if (direct_gbpages)
104                 seq_printf(m, "DirectMap1G:    %8lu kB\n",
105                         direct_pages_count[PG_LEVEL_1G] << 20);
106 }
107 #else
108 static inline void split_page_count(int level) { }
109 #endif
110
111 #ifdef CONFIG_X86_CPA_STATISTICS
112
113 static unsigned long cpa_1g_checked;
114 static unsigned long cpa_1g_sameprot;
115 static unsigned long cpa_1g_preserved;
116 static unsigned long cpa_2m_checked;
117 static unsigned long cpa_2m_sameprot;
118 static unsigned long cpa_2m_preserved;
119 static unsigned long cpa_4k_install;
120
121 static inline void cpa_inc_1g_checked(void)
122 {
123         cpa_1g_checked++;
124 }
125
126 static inline void cpa_inc_2m_checked(void)
127 {
128         cpa_2m_checked++;
129 }
130
131 static inline void cpa_inc_4k_install(void)
132 {
133         cpa_4k_install++;
134 }
135
136 static inline void cpa_inc_lp_sameprot(int level)
137 {
138         if (level == PG_LEVEL_1G)
139                 cpa_1g_sameprot++;
140         else
141                 cpa_2m_sameprot++;
142 }
143
144 static inline void cpa_inc_lp_preserved(int level)
145 {
146         if (level == PG_LEVEL_1G)
147                 cpa_1g_preserved++;
148         else
149                 cpa_2m_preserved++;
150 }
151
152 static int cpastats_show(struct seq_file *m, void *p)
153 {
154         seq_printf(m, "1G pages checked:     %16lu\n", cpa_1g_checked);
155         seq_printf(m, "1G pages sameprot:    %16lu\n", cpa_1g_sameprot);
156         seq_printf(m, "1G pages preserved:   %16lu\n", cpa_1g_preserved);
157         seq_printf(m, "2M pages checked:     %16lu\n", cpa_2m_checked);
158         seq_printf(m, "2M pages sameprot:    %16lu\n", cpa_2m_sameprot);
159         seq_printf(m, "2M pages preserved:   %16lu\n", cpa_2m_preserved);
160         seq_printf(m, "4K pages set-checked: %16lu\n", cpa_4k_install);
161         return 0;
162 }
163
164 static int cpastats_open(struct inode *inode, struct file *file)
165 {
166         return single_open(file, cpastats_show, NULL);
167 }
168
169 static const struct file_operations cpastats_fops = {
170         .open           = cpastats_open,
171         .read           = seq_read,
172         .llseek         = seq_lseek,
173         .release        = single_release,
174 };
175
176 static int __init cpa_stats_init(void)
177 {
178         debugfs_create_file("cpa_stats", S_IRUSR, arch_debugfs_dir, NULL,
179                             &cpastats_fops);
180         return 0;
181 }
182 late_initcall(cpa_stats_init);
183 #else
184 static inline void cpa_inc_1g_checked(void) { }
185 static inline void cpa_inc_2m_checked(void) { }
186 static inline void cpa_inc_4k_install(void) { }
187 static inline void cpa_inc_lp_sameprot(int level) { }
188 static inline void cpa_inc_lp_preserved(int level) { }
189 #endif
190
191
192 static inline int
193 within(unsigned long addr, unsigned long start, unsigned long end)
194 {
195         return addr >= start && addr < end;
196 }
197
198 static inline int
199 within_inclusive(unsigned long addr, unsigned long start, unsigned long end)
200 {
201         return addr >= start && addr <= end;
202 }
203
204 #ifdef CONFIG_X86_64
205
206 static inline unsigned long highmap_start_pfn(void)
207 {
208         return __pa_symbol(_text) >> PAGE_SHIFT;
209 }
210
211 static inline unsigned long highmap_end_pfn(void)
212 {
213         /* Do not reference physical address outside the kernel. */
214         return __pa_symbol(roundup(_brk_end, PMD_SIZE) - 1) >> PAGE_SHIFT;
215 }
216
217 static bool __cpa_pfn_in_highmap(unsigned long pfn)
218 {
219         /*
220          * Kernel text has an alias mapping at a high address, known
221          * here as "highmap".
222          */
223         return within_inclusive(pfn, highmap_start_pfn(), highmap_end_pfn());
224 }
225
226 #else
227
228 static bool __cpa_pfn_in_highmap(unsigned long pfn)
229 {
230         /* There is no highmap on 32-bit */
231         return false;
232 }
233
234 #endif
235
236 /*
237  * See set_mce_nospec().
238  *
239  * Machine check recovery code needs to change cache mode of poisoned pages to
240  * UC to avoid speculative access logging another error. But passing the
241  * address of the 1:1 mapping to set_memory_uc() is a fine way to encourage a
242  * speculative access. So we cheat and flip the top bit of the address. This
243  * works fine for the code that updates the page tables. But at the end of the
244  * process we need to flush the TLB and cache and the non-canonical address
245  * causes a #GP fault when used by the INVLPG and CLFLUSH instructions.
246  *
247  * But in the common case we already have a canonical address. This code
248  * will fix the top bit if needed and is a no-op otherwise.
249  */
250 static inline unsigned long fix_addr(unsigned long addr)
251 {
252 #ifdef CONFIG_X86_64
253         return (long)(addr << 1) >> 1;
254 #else
255         return addr;
256 #endif
257 }
258
259 static unsigned long __cpa_addr(struct cpa_data *cpa, unsigned long idx)
260 {
261         if (cpa->flags & CPA_PAGES_ARRAY) {
262                 struct page *page = cpa->pages[idx];
263
264                 if (unlikely(PageHighMem(page)))
265                         return 0;
266
267                 return (unsigned long)page_address(page);
268         }
269
270         if (cpa->flags & CPA_ARRAY)
271                 return cpa->vaddr[idx];
272
273         return *cpa->vaddr + idx * PAGE_SIZE;
274 }
275
276 /*
277  * Flushing functions
278  */
279
280 static void clflush_cache_range_opt(void *vaddr, unsigned int size)
281 {
282         const unsigned long clflush_size = boot_cpu_data.x86_clflush_size;
283         void *p = (void *)((unsigned long)vaddr & ~(clflush_size - 1));
284         void *vend = vaddr + size;
285
286         if (p >= vend)
287                 return;
288
289         for (; p < vend; p += clflush_size)
290                 clflushopt(p);
291 }
292
293 /**
294  * clflush_cache_range - flush a cache range with clflush
295  * @vaddr:      virtual start address
296  * @size:       number of bytes to flush
297  *
298  * CLFLUSHOPT is an unordered instruction which needs fencing with MFENCE or
299  * SFENCE to avoid ordering issues.
300  */
301 void clflush_cache_range(void *vaddr, unsigned int size)
302 {
303         mb();
304         clflush_cache_range_opt(vaddr, size);
305         mb();
306 }
307 EXPORT_SYMBOL_GPL(clflush_cache_range);
308
309 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PMEM_API
310 void arch_invalidate_pmem(void *addr, size_t size)
311 {
312         clflush_cache_range(addr, size);
313 }
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(arch_invalidate_pmem);
315 #endif
316
317 static void __cpa_flush_all(void *arg)
318 {
319         unsigned long cache = (unsigned long)arg;
320
321         /*
322          * Flush all to work around Errata in early athlons regarding
323          * large page flushing.
324          */
325         __flush_tlb_all();
326
327         if (cache && boot_cpu_data.x86 >= 4)
328                 wbinvd();
329 }
330
331 static void cpa_flush_all(unsigned long cache)
332 {
333         BUG_ON(irqs_disabled() && !early_boot_irqs_disabled);
334
335         on_each_cpu(__cpa_flush_all, (void *) cache, 1);
336 }
337
338 static void __cpa_flush_tlb(void *data)
339 {
340         struct cpa_data *cpa = data;
341         unsigned int i;
342
343         for (i = 0; i < cpa->numpages; i++)
344                 __flush_tlb_one_kernel(fix_addr(__cpa_addr(cpa, i)));
345 }
346
347 static void cpa_flush(struct cpa_data *data, int cache)
348 {
349         struct cpa_data *cpa = data;
350         unsigned int i;
351
352         BUG_ON(irqs_disabled() && !early_boot_irqs_disabled);
353
354         if (cache && !static_cpu_has(X86_FEATURE_CLFLUSH)) {
355                 cpa_flush_all(cache);
356                 return;
357         }
358
359         if (cpa->force_flush_all || cpa->numpages > tlb_single_page_flush_ceiling)
360                 flush_tlb_all();
361         else
362                 on_each_cpu(__cpa_flush_tlb, cpa, 1);
363
364         if (!cache)
365                 return;
366
367         mb();
368         for (i = 0; i < cpa->numpages; i++) {
369                 unsigned long addr = __cpa_addr(cpa, i);
370                 unsigned int level;
371
372                 pte_t *pte = lookup_address(addr, &level);
373
374                 /*
375                  * Only flush present addresses:
376                  */
377                 if (pte && (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT))
378                         clflush_cache_range_opt((void *)fix_addr(addr), PAGE_SIZE);
379         }
380         mb();
381 }
382
383 static bool overlaps(unsigned long r1_start, unsigned long r1_end,
384                      unsigned long r2_start, unsigned long r2_end)
385 {
386         return (r1_start <= r2_end && r1_end >= r2_start) ||
387                 (r2_start <= r1_end && r2_end >= r1_start);
388 }
389
390 #ifdef CONFIG_PCI_BIOS
391 /*
392  * The BIOS area between 640k and 1Mb needs to be executable for PCI BIOS
393  * based config access (CONFIG_PCI_GOBIOS) support.
394  */
395 #define BIOS_PFN        PFN_DOWN(BIOS_BEGIN)
396 #define BIOS_PFN_END    PFN_DOWN(BIOS_END - 1)
397
398 static pgprotval_t protect_pci_bios(unsigned long spfn, unsigned long epfn)
399 {
400         if (pcibios_enabled && overlaps(spfn, epfn, BIOS_PFN, BIOS_PFN_END))
401                 return _PAGE_NX;
402         return 0;
403 }
404 #else
405 static pgprotval_t protect_pci_bios(unsigned long spfn, unsigned long epfn)
406 {
407         return 0;
408 }
409 #endif
410
411 /*
412  * The .rodata section needs to be read-only. Using the pfn catches all
413  * aliases.  This also includes __ro_after_init, so do not enforce until
414  * kernel_set_to_readonly is true.
415  */
416 static pgprotval_t protect_rodata(unsigned long spfn, unsigned long epfn)
417 {
418         unsigned long epfn_ro, spfn_ro = PFN_DOWN(__pa_symbol(__start_rodata));
419
420         /*
421          * Note: __end_rodata is at page aligned and not inclusive, so
422          * subtract 1 to get the last enforced PFN in the rodata area.
423          */
424         epfn_ro = PFN_DOWN(__pa_symbol(__end_rodata)) - 1;
425
426         if (kernel_set_to_readonly && overlaps(spfn, epfn, spfn_ro, epfn_ro))
427                 return _PAGE_RW;
428         return 0;
429 }
430
431 /*
432  * Protect kernel text against becoming non executable by forbidding
433  * _PAGE_NX.  This protects only the high kernel mapping (_text -> _etext)
434  * out of which the kernel actually executes.  Do not protect the low
435  * mapping.
436  *
437  * This does not cover __inittext since that is gone after boot.
438  */
439 static pgprotval_t protect_kernel_text(unsigned long start, unsigned long end)
440 {
441         unsigned long t_end = (unsigned long)_etext - 1;
442         unsigned long t_start = (unsigned long)_text;
443
444         if (overlaps(start, end, t_start, t_end))
445                 return _PAGE_NX;
446         return 0;
447 }
448
449 #if defined(CONFIG_X86_64)
450 /*
451  * Once the kernel maps the text as RO (kernel_set_to_readonly is set),
452  * kernel text mappings for the large page aligned text, rodata sections
453  * will be always read-only. For the kernel identity mappings covering the
454  * holes caused by this alignment can be anything that user asks.
455  *
456  * This will preserve the large page mappings for kernel text/data at no
457  * extra cost.
458  */
459 static pgprotval_t protect_kernel_text_ro(unsigned long start,
460                                           unsigned long end)
461 {
462         unsigned long t_end = (unsigned long)__end_rodata_hpage_align - 1;
463         unsigned long t_start = (unsigned long)_text;
464         unsigned int level;
465
466         if (!kernel_set_to_readonly || !overlaps(start, end, t_start, t_end))
467                 return 0;
468         /*
469          * Don't enforce the !RW mapping for the kernel text mapping, if
470          * the current mapping is already using small page mapping.  No
471          * need to work hard to preserve large page mappings in this case.
472          *
473          * This also fixes the Linux Xen paravirt guest boot failure caused
474          * by unexpected read-only mappings for kernel identity
475          * mappings. In this paravirt guest case, the kernel text mapping
476          * and the kernel identity mapping share the same page-table pages,
477          * so the protections for kernel text and identity mappings have to
478          * be the same.
479          */
480         if (lookup_address(start, &level) && (level != PG_LEVEL_4K))
481                 return _PAGE_RW;
482         return 0;
483 }
484 #else
485 static pgprotval_t protect_kernel_text_ro(unsigned long start,
486                                           unsigned long end)
487 {
488         return 0;
489 }
490 #endif
491
492 static inline bool conflicts(pgprot_t prot, pgprotval_t val)
493 {
494         return (pgprot_val(prot) & ~val) != pgprot_val(prot);
495 }
496
497 static inline void check_conflict(int warnlvl, pgprot_t prot, pgprotval_t val,
498                                   unsigned long start, unsigned long end,
499                                   unsigned long pfn, const char *txt)
500 {
501         static const char *lvltxt[] = {
502                 [CPA_CONFLICT]  = "conflict",
503                 [CPA_PROTECT]   = "protect",
504                 [CPA_DETECT]    = "detect",
505         };
506
507         if (warnlvl > cpa_warn_level || !conflicts(prot, val))
508                 return;
509
510         pr_warn("CPA %8s %10s: 0x%016lx - 0x%016lx PFN %lx req %016llx prevent %016llx\n",
511                 lvltxt[warnlvl], txt, start, end, pfn, (unsigned long long)pgprot_val(prot),
512                 (unsigned long long)val);
513 }
514
515 /*
516  * Certain areas of memory on x86 require very specific protection flags,
517  * for example the BIOS area or kernel text. Callers don't always get this
518  * right (again, ioremap() on BIOS memory is not uncommon) so this function
519  * checks and fixes these known static required protection bits.
520  */
521 static inline pgprot_t static_protections(pgprot_t prot, unsigned long start,
522                                           unsigned long pfn, unsigned long npg,
523                                           unsigned long lpsize, int warnlvl)
524 {
525         pgprotval_t forbidden, res;
526         unsigned long end;
527
528         /*
529          * There is no point in checking RW/NX conflicts when the requested
530          * mapping is setting the page !PRESENT.
531          */
532         if (!(pgprot_val(prot) & _PAGE_PRESENT))
533                 return prot;
534
535         /* Operate on the virtual address */
536         end = start + npg * PAGE_SIZE - 1;
537
538         res = protect_kernel_text(start, end);
539         check_conflict(warnlvl, prot, res, start, end, pfn, "Text NX");
540         forbidden = res;
541
542         /*
543          * Special case to preserve a large page. If the change spawns the
544          * full large page mapping then there is no point to split it
545          * up. Happens with ftrace and is going to be removed once ftrace
546          * switched to text_poke().
547          */
548         if (lpsize != (npg * PAGE_SIZE) || (start & (lpsize - 1))) {
549                 res = protect_kernel_text_ro(start, end);
550                 check_conflict(warnlvl, prot, res, start, end, pfn, "Text RO");
551                 forbidden |= res;
552         }
553
554         /* Check the PFN directly */
555         res = protect_pci_bios(pfn, pfn + npg - 1);
556         check_conflict(warnlvl, prot, res, start, end, pfn, "PCIBIOS NX");
557         forbidden |= res;
558
559         res = protect_rodata(pfn, pfn + npg - 1);
560         check_conflict(warnlvl, prot, res, start, end, pfn, "Rodata RO");
561         forbidden |= res;
562
563         return __pgprot(pgprot_val(prot) & ~forbidden);
564 }
565
566 /*
567  * Lookup the page table entry for a virtual address in a specific pgd.
568  * Return a pointer to the entry and the level of the mapping.
569  */
570 pte_t *lookup_address_in_pgd(pgd_t *pgd, unsigned long address,
571                              unsigned int *level)
572 {
573         p4d_t *p4d;
574         pud_t *pud;
575         pmd_t *pmd;
576
577         *level = PG_LEVEL_NONE;
578
579         if (pgd_none(*pgd))
580                 return NULL;
581
582         p4d = p4d_offset(pgd, address);
583         if (p4d_none(*p4d))
584                 return NULL;
585
586         *level = PG_LEVEL_512G;
587         if (p4d_large(*p4d) || !p4d_present(*p4d))
588                 return (pte_t *)p4d;
589
590         pud = pud_offset(p4d, address);
591         if (pud_none(*pud))
592                 return NULL;
593
594         *level = PG_LEVEL_1G;
595         if (pud_large(*pud) || !pud_present(*pud))
596                 return (pte_t *)pud;
597
598         pmd = pmd_offset(pud, address);
599         if (pmd_none(*pmd))
600                 return NULL;
601
602         *level = PG_LEVEL_2M;
603         if (pmd_large(*pmd) || !pmd_present(*pmd))
604                 return (pte_t *)pmd;
605
606         *level = PG_LEVEL_4K;
607
608         return pte_offset_kernel(pmd, address);
609 }
610
611 /*
612  * Lookup the page table entry for a virtual address. Return a pointer
613  * to the entry and the level of the mapping.
614  *
615  * Note: We return pud and pmd either when the entry is marked large
616  * or when the present bit is not set. Otherwise we would return a
617  * pointer to a nonexisting mapping.
618  */
619 pte_t *lookup_address(unsigned long address, unsigned int *level)
620 {
621         return lookup_address_in_pgd(pgd_offset_k(address), address, level);
622 }
623 EXPORT_SYMBOL_GPL(lookup_address);
624
625 /*
626  * Lookup the page table entry for a virtual address in a given mm. Return a
627  * pointer to the entry and the level of the mapping.
628  */
629 pte_t *lookup_address_in_mm(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
630                             unsigned int *level)
631 {
632         return lookup_address_in_pgd(pgd_offset(mm, address), address, level);
633 }
634 EXPORT_SYMBOL_GPL(lookup_address_in_mm);
635
636 static pte_t *_lookup_address_cpa(struct cpa_data *cpa, unsigned long address,
637                                   unsigned int *level)
638 {
639         if (cpa->pgd)
640                 return lookup_address_in_pgd(cpa->pgd + pgd_index(address),
641                                                address, level);
642
643         return lookup_address(address, level);
644 }
645
646 /*
647  * Lookup the PMD entry for a virtual address. Return a pointer to the entry
648  * or NULL if not present.
649  */
650 pmd_t *lookup_pmd_address(unsigned long address)
651 {
652         pgd_t *pgd;
653         p4d_t *p4d;
654         pud_t *pud;
655
656         pgd = pgd_offset_k(address);
657         if (pgd_none(*pgd))
658                 return NULL;
659
660         p4d = p4d_offset(pgd, address);
661         if (p4d_none(*p4d) || p4d_large(*p4d) || !p4d_present(*p4d))
662                 return NULL;
663
664         pud = pud_offset(p4d, address);
665         if (pud_none(*pud) || pud_large(*pud) || !pud_present(*pud))
666                 return NULL;
667
668         return pmd_offset(pud, address);
669 }
670
671 /*
672  * This is necessary because __pa() does not work on some
673  * kinds of memory, like vmalloc() or the alloc_remap()
674  * areas on 32-bit NUMA systems.  The percpu areas can
675  * end up in this kind of memory, for instance.
676  *
677  * This could be optimized, but it is only intended to be
678  * used at inititalization time, and keeping it
679  * unoptimized should increase the testing coverage for
680  * the more obscure platforms.
681  */
682 phys_addr_t slow_virt_to_phys(void *__virt_addr)
683 {
684         unsigned long virt_addr = (unsigned long)__virt_addr;
685         phys_addr_t phys_addr;
686         unsigned long offset;
687         enum pg_level level;
688         pte_t *pte;
689
690         pte = lookup_address(virt_addr, &level);
691         BUG_ON(!pte);
692
693         /*
694          * pXX_pfn() returns unsigned long, which must be cast to phys_addr_t
695          * before being left-shifted PAGE_SHIFT bits -- this trick is to
696          * make 32-PAE kernel work correctly.
697          */
698         switch (level) {
699         case PG_LEVEL_1G:
700                 phys_addr = (phys_addr_t)pud_pfn(*(pud_t *)pte) << PAGE_SHIFT;
701                 offset = virt_addr & ~PUD_PAGE_MASK;
702                 break;
703         case PG_LEVEL_2M:
704                 phys_addr = (phys_addr_t)pmd_pfn(*(pmd_t *)pte) << PAGE_SHIFT;
705                 offset = virt_addr & ~PMD_PAGE_MASK;
706                 break;
707         default:
708                 phys_addr = (phys_addr_t)pte_pfn(*pte) << PAGE_SHIFT;
709                 offset = virt_addr & ~PAGE_MASK;
710         }
711
712         return (phys_addr_t)(phys_addr | offset);
713 }
714 EXPORT_SYMBOL_GPL(slow_virt_to_phys);
715
716 /*
717  * Set the new pmd in all the pgds we know about:
718  */
719 static void __set_pmd_pte(pte_t *kpte, unsigned long address, pte_t pte)
720 {
721         /* change init_mm */
722         set_pte_atomic(kpte, pte);
723 #ifdef CONFIG_X86_32
724         if (!SHARED_KERNEL_PMD) {
725                 struct page *page;
726
727                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
728                         pgd_t *pgd;
729                         p4d_t *p4d;
730                         pud_t *pud;
731                         pmd_t *pmd;
732
733                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
734                         p4d = p4d_offset(pgd, address);
735                         pud = pud_offset(p4d, address);
736                         pmd = pmd_offset(pud, address);
737                         set_pte_atomic((pte_t *)pmd, pte);
738                 }
739         }
740 #endif
741 }
742
743 static pgprot_t pgprot_clear_protnone_bits(pgprot_t prot)
744 {
745         /*
746          * _PAGE_GLOBAL means "global page" for present PTEs.
747          * But, it is also used to indicate _PAGE_PROTNONE
748          * for non-present PTEs.
749          *
750          * This ensures that a _PAGE_GLOBAL PTE going from
751          * present to non-present is not confused as
752          * _PAGE_PROTNONE.
753          */
754         if (!(pgprot_val(prot) & _PAGE_PRESENT))
755                 pgprot_val(prot) &= ~_PAGE_GLOBAL;
756
757         return prot;
758 }
759
760 static int __should_split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address,
761                                      struct cpa_data *cpa)
762 {
763         unsigned long numpages, pmask, psize, lpaddr, pfn, old_pfn;
764         pgprot_t old_prot, new_prot, req_prot, chk_prot;
765         pte_t new_pte, *tmp;
766         enum pg_level level;
767
768         /*
769          * Check for races, another CPU might have split this page
770          * up already:
771          */
772         tmp = _lookup_address_cpa(cpa, address, &level);
773         if (tmp != kpte)
774                 return 1;
775
776         switch (level) {
777         case PG_LEVEL_2M:
778                 old_prot = pmd_pgprot(*(pmd_t *)kpte);
779                 old_pfn = pmd_pfn(*(pmd_t *)kpte);
780                 cpa_inc_2m_checked();
781                 break;
782         case PG_LEVEL_1G:
783                 old_prot = pud_pgprot(*(pud_t *)kpte);
784                 old_pfn = pud_pfn(*(pud_t *)kpte);
785                 cpa_inc_1g_checked();
786                 break;
787         default:
788                 return -EINVAL;
789         }
790
791         psize = page_level_size(level);
792         pmask = page_level_mask(level);
793
794         /*
795          * Calculate the number of pages, which fit into this large
796          * page starting at address:
797          */
798         lpaddr = (address + psize) & pmask;
799         numpages = (lpaddr - address) >> PAGE_SHIFT;
800         if (numpages < cpa->numpages)
801                 cpa->numpages = numpages;
802
803         /*
804          * We are safe now. Check whether the new pgprot is the same:
805          * Convert protection attributes to 4k-format, as cpa->mask* are set
806          * up accordingly.
807          */
808
809         /* Clear PSE (aka _PAGE_PAT) and move PAT bit to correct position */
810         req_prot = pgprot_large_2_4k(old_prot);
811
812         pgprot_val(req_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
813         pgprot_val(req_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
814
815         /*
816          * req_prot is in format of 4k pages. It must be converted to large
817          * page format: the caching mode includes the PAT bit located at
818          * different bit positions in the two formats.
819          */
820         req_prot = pgprot_4k_2_large(req_prot);
821         req_prot = pgprot_clear_protnone_bits(req_prot);
822         if (pgprot_val(req_prot) & _PAGE_PRESENT)
823                 pgprot_val(req_prot) |= _PAGE_PSE;
824
825         /*
826          * old_pfn points to the large page base pfn. So we need to add the
827          * offset of the virtual address:
828          */
829         pfn = old_pfn + ((address & (psize - 1)) >> PAGE_SHIFT);
830         cpa->pfn = pfn;
831
832         /*
833          * Calculate the large page base address and the number of 4K pages
834          * in the large page
835          */
836         lpaddr = address & pmask;
837         numpages = psize >> PAGE_SHIFT;
838
839         /*
840          * Sanity check that the existing mapping is correct versus the static
841          * protections. static_protections() guards against !PRESENT, so no
842          * extra conditional required here.
843          */
844         chk_prot = static_protections(old_prot, lpaddr, old_pfn, numpages,
845                                       psize, CPA_CONFLICT);
846
847         if (WARN_ON_ONCE(pgprot_val(chk_prot) != pgprot_val(old_prot))) {
848                 /*
849                  * Split the large page and tell the split code to
850                  * enforce static protections.
851                  */
852                 cpa->force_static_prot = 1;
853                 return 1;
854         }
855
856         /*
857          * Optimization: If the requested pgprot is the same as the current
858          * pgprot, then the large page can be preserved and no updates are
859          * required independent of alignment and length of the requested
860          * range. The above already established that the current pgprot is
861          * correct, which in consequence makes the requested pgprot correct
862          * as well if it is the same. The static protection scan below will
863          * not come to a different conclusion.
864          */
865         if (pgprot_val(req_prot) == pgprot_val(old_prot)) {
866                 cpa_inc_lp_sameprot(level);
867                 return 0;
868         }
869
870         /*
871          * If the requested range does not cover the full page, split it up
872          */
873         if (address != lpaddr || cpa->numpages != numpages)
874                 return 1;
875
876         /*
877          * Check whether the requested pgprot is conflicting with a static
878          * protection requirement in the large page.
879          */
880         new_prot = static_protections(req_prot, lpaddr, old_pfn, numpages,
881                                       psize, CPA_DETECT);
882
883         /*
884          * If there is a conflict, split the large page.
885          *
886          * There used to be a 4k wise evaluation trying really hard to
887          * preserve the large pages, but experimentation has shown, that this
888          * does not help at all. There might be corner cases which would
889          * preserve one large page occasionally, but it's really not worth the
890          * extra code and cycles for the common case.
891          */
892         if (pgprot_val(req_prot) != pgprot_val(new_prot))
893                 return 1;
894
895         /* All checks passed. Update the large page mapping. */
896         new_pte = pfn_pte(old_pfn, new_prot);
897         __set_pmd_pte(kpte, address, new_pte);
898         cpa->flags |= CPA_FLUSHTLB;
899         cpa_inc_lp_preserved(level);
900         return 0;
901 }
902
903 static int should_split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address,
904                                    struct cpa_data *cpa)
905 {
906         int do_split;
907
908         if (cpa->force_split)
909                 return 1;
910
911         spin_lock(&pgd_lock);
912         do_split = __should_split_large_page(kpte, address, cpa);
913         spin_unlock(&pgd_lock);
914
915         return do_split;
916 }
917
918 static void split_set_pte(struct cpa_data *cpa, pte_t *pte, unsigned long pfn,
919                           pgprot_t ref_prot, unsigned long address,
920                           unsigned long size)
921 {
922         unsigned int npg = PFN_DOWN(size);
923         pgprot_t prot;
924
925         /*
926          * If should_split_large_page() discovered an inconsistent mapping,
927          * remove the invalid protection in the split mapping.
928          */
929         if (!cpa->force_static_prot)
930                 goto set;
931
932         /* Hand in lpsize = 0 to enforce the protection mechanism */
933         prot = static_protections(ref_prot, address, pfn, npg, 0, CPA_PROTECT);
934
935         if (pgprot_val(prot) == pgprot_val(ref_prot))
936                 goto set;
937
938         /*
939          * If this is splitting a PMD, fix it up. PUD splits cannot be
940          * fixed trivially as that would require to rescan the newly
941          * installed PMD mappings after returning from split_large_page()
942          * so an eventual further split can allocate the necessary PTE
943          * pages. Warn for now and revisit it in case this actually
944          * happens.
945          */
946         if (size == PAGE_SIZE)
947                 ref_prot = prot;
948         else
949                 pr_warn_once("CPA: Cannot fixup static protections for PUD split\n");
950 set:
951         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, ref_prot));
952 }
953
954 static int
955 __split_large_page(struct cpa_data *cpa, pte_t *kpte, unsigned long address,
956                    struct page *base)
957 {
958         unsigned long lpaddr, lpinc, ref_pfn, pfn, pfninc = 1;
959         pte_t *pbase = (pte_t *)page_address(base);
960         unsigned int i, level;
961         pgprot_t ref_prot;
962         pte_t *tmp;
963
964         spin_lock(&pgd_lock);
965         /*
966          * Check for races, another CPU might have split this page
967          * up for us already:
968          */
969         tmp = _lookup_address_cpa(cpa, address, &level);
970         if (tmp != kpte) {
971                 spin_unlock(&pgd_lock);
972                 return 1;
973         }
974
975         paravirt_alloc_pte(&init_mm, page_to_pfn(base));
976
977         switch (level) {
978         case PG_LEVEL_2M:
979                 ref_prot = pmd_pgprot(*(pmd_t *)kpte);
980                 /*
981                  * Clear PSE (aka _PAGE_PAT) and move
982                  * PAT bit to correct position.
983                  */
984                 ref_prot = pgprot_large_2_4k(ref_prot);
985                 ref_pfn = pmd_pfn(*(pmd_t *)kpte);
986                 lpaddr = address & PMD_MASK;
987                 lpinc = PAGE_SIZE;
988                 break;
989
990         case PG_LEVEL_1G:
991                 ref_prot = pud_pgprot(*(pud_t *)kpte);
992                 ref_pfn = pud_pfn(*(pud_t *)kpte);
993                 pfninc = PMD_PAGE_SIZE >> PAGE_SHIFT;
994                 lpaddr = address & PUD_MASK;
995                 lpinc = PMD_SIZE;
996                 /*
997                  * Clear the PSE flags if the PRESENT flag is not set
998                  * otherwise pmd_present/pmd_huge will return true
999                  * even on a non present pmd.
1000                  */
1001                 if (!(pgprot_val(ref_prot) & _PAGE_PRESENT))
1002                         pgprot_val(ref_prot) &= ~_PAGE_PSE;
1003                 break;
1004
1005         default:
1006                 spin_unlock(&pgd_lock);
1007                 return 1;
1008         }
1009
1010         ref_prot = pgprot_clear_protnone_bits(ref_prot);
1011
1012         /*
1013          * Get the target pfn from the original entry:
1014          */
1015         pfn = ref_pfn;
1016         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++, pfn += pfninc, lpaddr += lpinc)
1017                 split_set_pte(cpa, pbase + i, pfn, ref_prot, lpaddr, lpinc);
1018
1019         if (virt_addr_valid(address)) {
1020                 unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(address));
1021
1022                 if (pfn_range_is_mapped(pfn, pfn + 1))
1023                         split_page_count(level);
1024         }
1025
1026         /*
1027          * Install the new, split up pagetable.
1028          *
1029          * We use the standard kernel pagetable protections for the new
1030          * pagetable protections, the actual ptes set above control the
1031          * primary protection behavior:
1032          */
1033         __set_pmd_pte(kpte, address, mk_pte(base, __pgprot(_KERNPG_TABLE)));
1034
1035         /*
1036          * Do a global flush tlb after splitting the large page
1037          * and before we do the actual change page attribute in the PTE.
1038          *
1039          * Without this, we violate the TLB application note, that says:
1040          * "The TLBs may contain both ordinary and large-page
1041          *  translations for a 4-KByte range of linear addresses. This
1042          *  may occur if software modifies the paging structures so that
1043          *  the page size used for the address range changes. If the two
1044          *  translations differ with respect to page frame or attributes
1045          *  (e.g., permissions), processor behavior is undefined and may
1046          *  be implementation-specific."
1047          *
1048          * We do this global tlb flush inside the cpa_lock, so that we
1049          * don't allow any other cpu, with stale tlb entries change the
1050          * page attribute in parallel, that also falls into the
1051          * just split large page entry.
1052          */
1053         flush_tlb_all();
1054         spin_unlock(&pgd_lock);
1055
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 static int split_large_page(struct cpa_data *cpa, pte_t *kpte,
1060                             unsigned long address)
1061 {
1062         struct page *base;
1063
1064         if (!debug_pagealloc_enabled())
1065                 spin_unlock(&cpa_lock);
1066         base = alloc_pages(GFP_KERNEL, 0);
1067         if (!debug_pagealloc_enabled())
1068                 spin_lock(&cpa_lock);
1069         if (!base)
1070                 return -ENOMEM;
1071
1072         if (__split_large_page(cpa, kpte, address, base))
1073                 __free_page(base);
1074
1075         return 0;
1076 }
1077
1078 static bool try_to_free_pte_page(pte_t *pte)
1079 {
1080         int i;
1081
1082         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1083                 if (!pte_none(pte[i]))
1084                         return false;
1085
1086         free_page((unsigned long)pte);
1087         return true;
1088 }
1089
1090 static bool try_to_free_pmd_page(pmd_t *pmd)
1091 {
1092         int i;
1093
1094         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++)
1095                 if (!pmd_none(pmd[i]))
1096                         return false;
1097
1098         free_page((unsigned long)pmd);
1099         return true;
1100 }
1101
1102 static bool unmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long start, unsigned long end)
1103 {
1104         pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd, start);
1105
1106         while (start < end) {
1107                 set_pte(pte, __pte(0));
1108
1109                 start += PAGE_SIZE;
1110                 pte++;
1111         }
1112
1113         if (try_to_free_pte_page((pte_t *)pmd_page_vaddr(*pmd))) {
1114                 pmd_clear(pmd);
1115                 return true;
1116         }
1117         return false;
1118 }
1119
1120 static void __unmap_pmd_range(pud_t *pud, pmd_t *pmd,
1121                               unsigned long start, unsigned long end)
1122 {
1123         if (unmap_pte_range(pmd, start, end))
1124                 if (try_to_free_pmd_page((pmd_t *)pud_page_vaddr(*pud)))
1125                         pud_clear(pud);
1126 }
1127
1128 static void unmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long start, unsigned long end)
1129 {
1130         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, start);
1131
1132         /*
1133          * Not on a 2MB page boundary?
1134          */
1135         if (start & (PMD_SIZE - 1)) {
1136                 unsigned long next_page = (start + PMD_SIZE) & PMD_MASK;
1137                 unsigned long pre_end = min_t(unsigned long, end, next_page);
1138
1139                 __unmap_pmd_range(pud, pmd, start, pre_end);
1140
1141                 start = pre_end;
1142                 pmd++;
1143         }
1144
1145         /*
1146          * Try to unmap in 2M chunks.
1147          */
1148         while (end - start >= PMD_SIZE) {
1149                 if (pmd_large(*pmd))
1150                         pmd_clear(pmd);
1151                 else
1152                         __unmap_pmd_range(pud, pmd, start, start + PMD_SIZE);
1153
1154                 start += PMD_SIZE;
1155                 pmd++;
1156         }
1157
1158         /*
1159          * 4K leftovers?
1160          */
1161         if (start < end)
1162                 return __unmap_pmd_range(pud, pmd, start, end);
1163
1164         /*
1165          * Try again to free the PMD page if haven't succeeded above.
1166          */
1167         if (!pud_none(*pud))
1168                 if (try_to_free_pmd_page((pmd_t *)pud_page_vaddr(*pud)))
1169                         pud_clear(pud);
1170 }
1171
1172 static void unmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long start, unsigned long end)
1173 {
1174         pud_t *pud = pud_offset(p4d, start);
1175
1176         /*
1177          * Not on a GB page boundary?
1178          */
1179         if (start & (PUD_SIZE - 1)) {
1180                 unsigned long next_page = (start + PUD_SIZE) & PUD_MASK;
1181                 unsigned long pre_end   = min_t(unsigned long, end, next_page);
1182
1183                 unmap_pmd_range(pud, start, pre_end);
1184
1185                 start = pre_end;
1186                 pud++;
1187         }
1188
1189         /*
1190          * Try to unmap in 1G chunks?
1191          */
1192         while (end - start >= PUD_SIZE) {
1193
1194                 if (pud_large(*pud))
1195                         pud_clear(pud);
1196                 else
1197                         unmap_pmd_range(pud, start, start + PUD_SIZE);
1198
1199                 start += PUD_SIZE;
1200                 pud++;
1201         }
1202
1203         /*
1204          * 2M leftovers?
1205          */
1206         if (start < end)
1207                 unmap_pmd_range(pud, start, end);
1208
1209         /*
1210          * No need to try to free the PUD page because we'll free it in
1211          * populate_pgd's error path
1212          */
1213 }
1214
1215 static int alloc_pte_page(pmd_t *pmd)
1216 {
1217         pte_t *pte = (pte_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1218         if (!pte)
1219                 return -1;
1220
1221         set_pmd(pmd, __pmd(__pa(pte) | _KERNPG_TABLE));
1222         return 0;
1223 }
1224
1225 static int alloc_pmd_page(pud_t *pud)
1226 {
1227         pmd_t *pmd = (pmd_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1228         if (!pmd)
1229                 return -1;
1230
1231         set_pud(pud, __pud(__pa(pmd) | _KERNPG_TABLE));
1232         return 0;
1233 }
1234
1235 static void populate_pte(struct cpa_data *cpa,
1236                          unsigned long start, unsigned long end,
1237                          unsigned num_pages, pmd_t *pmd, pgprot_t pgprot)
1238 {
1239         pte_t *pte;
1240
1241         pte = pte_offset_kernel(pmd, start);
1242
1243         pgprot = pgprot_clear_protnone_bits(pgprot);
1244
1245         while (num_pages-- && start < end) {
1246                 set_pte(pte, pfn_pte(cpa->pfn, pgprot));
1247
1248                 start    += PAGE_SIZE;
1249                 cpa->pfn++;
1250                 pte++;
1251         }
1252 }
1253
1254 static long populate_pmd(struct cpa_data *cpa,
1255                          unsigned long start, unsigned long end,
1256                          unsigned num_pages, pud_t *pud, pgprot_t pgprot)
1257 {
1258         long cur_pages = 0;
1259         pmd_t *pmd;
1260         pgprot_t pmd_pgprot;
1261
1262         /*
1263          * Not on a 2M boundary?
1264          */
1265         if (start & (PMD_SIZE - 1)) {
1266                 unsigned long pre_end = start + (num_pages << PAGE_SHIFT);
1267                 unsigned long next_page = (start + PMD_SIZE) & PMD_MASK;
1268
1269                 pre_end   = min_t(unsigned long, pre_end, next_page);
1270                 cur_pages = (pre_end - start) >> PAGE_SHIFT;
1271                 cur_pages = min_t(unsigned int, num_pages, cur_pages);
1272
1273                 /*
1274                  * Need a PTE page?
1275                  */
1276                 pmd = pmd_offset(pud, start);
1277                 if (pmd_none(*pmd))
1278                         if (alloc_pte_page(pmd))
1279                                 return -1;
1280
1281                 populate_pte(cpa, start, pre_end, cur_pages, pmd, pgprot);
1282
1283                 start = pre_end;
1284         }
1285
1286         /*
1287          * We mapped them all?
1288          */
1289         if (num_pages == cur_pages)
1290                 return cur_pages;
1291
1292         pmd_pgprot = pgprot_4k_2_large(pgprot);
1293
1294         while (end - start >= PMD_SIZE) {
1295
1296                 /*
1297                  * We cannot use a 1G page so allocate a PMD page if needed.
1298                  */
1299                 if (pud_none(*pud))
1300                         if (alloc_pmd_page(pud))
1301                                 return -1;
1302
1303                 pmd = pmd_offset(pud, start);
1304
1305                 set_pmd(pmd, pmd_mkhuge(pfn_pmd(cpa->pfn,
1306                                         canon_pgprot(pmd_pgprot))));
1307
1308                 start     += PMD_SIZE;
1309                 cpa->pfn  += PMD_SIZE >> PAGE_SHIFT;
1310                 cur_pages += PMD_SIZE >> PAGE_SHIFT;
1311         }
1312
1313         /*
1314          * Map trailing 4K pages.
1315          */
1316         if (start < end) {
1317                 pmd = pmd_offset(pud, start);
1318                 if (pmd_none(*pmd))
1319                         if (alloc_pte_page(pmd))
1320                                 return -1;
1321
1322                 populate_pte(cpa, start, end, num_pages - cur_pages,
1323                              pmd, pgprot);
1324         }
1325         return num_pages;
1326 }
1327
1328 static int populate_pud(struct cpa_data *cpa, unsigned long start, p4d_t *p4d,
1329                         pgprot_t pgprot)
1330 {
1331         pud_t *pud;
1332         unsigned long end;
1333         long cur_pages = 0;
1334         pgprot_t pud_pgprot;
1335
1336         end = start + (cpa->numpages << PAGE_SHIFT);
1337
1338         /*
1339          * Not on a Gb page boundary? => map everything up to it with
1340          * smaller pages.
1341          */
1342         if (start & (PUD_SIZE - 1)) {
1343                 unsigned long pre_end;
1344                 unsigned long next_page = (start + PUD_SIZE) & PUD_MASK;
1345
1346                 pre_end   = min_t(unsigned long, end, next_page);
1347                 cur_pages = (pre_end - start) >> PAGE_SHIFT;
1348                 cur_pages = min_t(int, (int)cpa->numpages, cur_pages);
1349
1350                 pud = pud_offset(p4d, start);
1351
1352                 /*
1353                  * Need a PMD page?
1354                  */
1355                 if (pud_none(*pud))
1356                         if (alloc_pmd_page(pud))
1357                                 return -1;
1358
1359                 cur_pages = populate_pmd(cpa, start, pre_end, cur_pages,
1360                                          pud, pgprot);
1361                 if (cur_pages < 0)
1362                         return cur_pages;
1363
1364                 start = pre_end;
1365         }
1366
1367         /* We mapped them all? */
1368         if (cpa->numpages == cur_pages)
1369                 return cur_pages;
1370
1371         pud = pud_offset(p4d, start);
1372         pud_pgprot = pgprot_4k_2_large(pgprot);
1373
1374         /*
1375          * Map everything starting from the Gb boundary, possibly with 1G pages
1376          */
1377         while (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES) && end - start >= PUD_SIZE) {
1378                 set_pud(pud, pud_mkhuge(pfn_pud(cpa->pfn,
1379                                    canon_pgprot(pud_pgprot))));
1380
1381                 start     += PUD_SIZE;
1382                 cpa->pfn  += PUD_SIZE >> PAGE_SHIFT;
1383                 cur_pages += PUD_SIZE >> PAGE_SHIFT;
1384                 pud++;
1385         }
1386
1387         /* Map trailing leftover */
1388         if (start < end) {
1389                 long tmp;
1390
1391                 pud = pud_offset(p4d, start);
1392                 if (pud_none(*pud))
1393                         if (alloc_pmd_page(pud))
1394                                 return -1;
1395
1396                 tmp = populate_pmd(cpa, start, end, cpa->numpages - cur_pages,
1397                                    pud, pgprot);
1398                 if (tmp < 0)
1399                         return cur_pages;
1400
1401                 cur_pages += tmp;
1402         }
1403         return cur_pages;
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Restrictions for kernel page table do not necessarily apply when mapping in
1408  * an alternate PGD.
1409  */
1410 static int populate_pgd(struct cpa_data *cpa, unsigned long addr)
1411 {
1412         pgprot_t pgprot = __pgprot(_KERNPG_TABLE);
1413         pud_t *pud = NULL;      /* shut up gcc */
1414         p4d_t *p4d;
1415         pgd_t *pgd_entry;
1416         long ret;
1417
1418         pgd_entry = cpa->pgd + pgd_index(addr);
1419
1420         if (pgd_none(*pgd_entry)) {
1421                 p4d = (p4d_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1422                 if (!p4d)
1423                         return -1;
1424
1425                 set_pgd(pgd_entry, __pgd(__pa(p4d) | _KERNPG_TABLE));
1426         }
1427
1428         /*
1429          * Allocate a PUD page and hand it down for mapping.
1430          */
1431         p4d = p4d_offset(pgd_entry, addr);
1432         if (p4d_none(*p4d)) {
1433                 pud = (pud_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1434                 if (!pud)
1435                         return -1;
1436
1437                 set_p4d(p4d, __p4d(__pa(pud) | _KERNPG_TABLE));
1438         }
1439
1440         pgprot_val(pgprot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
1441         pgprot_val(pgprot) |=  pgprot_val(cpa->mask_set);
1442
1443         ret = populate_pud(cpa, addr, p4d, pgprot);
1444         if (ret < 0) {
1445                 /*
1446                  * Leave the PUD page in place in case some other CPU or thread
1447                  * already found it, but remove any useless entries we just
1448                  * added to it.
1449                  */
1450                 unmap_pud_range(p4d, addr,
1451                                 addr + (cpa->numpages << PAGE_SHIFT));
1452                 return ret;
1453         }
1454
1455         cpa->numpages = ret;
1456         return 0;
1457 }
1458
1459 static int __cpa_process_fault(struct cpa_data *cpa, unsigned long vaddr,
1460                                int primary)
1461 {
1462         if (cpa->pgd) {
1463                 /*
1464                  * Right now, we only execute this code path when mapping
1465                  * the EFI virtual memory map regions, no other users
1466                  * provide a ->pgd value. This may change in the future.
1467                  */
1468                 return populate_pgd(cpa, vaddr);
1469         }
1470
1471         /*
1472          * Ignore all non primary paths.
1473          */
1474         if (!primary) {
1475                 cpa->numpages = 1;
1476                 return 0;
1477         }
1478
1479         /*
1480          * Ignore the NULL PTE for kernel identity mapping, as it is expected
1481          * to have holes.
1482          * Also set numpages to '1' indicating that we processed cpa req for
1483          * one virtual address page and its pfn. TBD: numpages can be set based
1484          * on the initial value and the level returned by lookup_address().
1485          */
1486         if (within(vaddr, PAGE_OFFSET,
1487                    PAGE_OFFSET + (max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT))) {
1488                 cpa->numpages = 1;
1489                 cpa->pfn = __pa(vaddr) >> PAGE_SHIFT;
1490                 return 0;
1491
1492         } else if (__cpa_pfn_in_highmap(cpa->pfn)) {
1493                 /* Faults in the highmap are OK, so do not warn: */
1494                 return -EFAULT;
1495         } else {
1496                 WARN(1, KERN_WARNING "CPA: called for zero pte. "
1497                         "vaddr = %lx cpa->vaddr = %lx\n", vaddr,
1498                         *cpa->vaddr);
1499
1500                 return -EFAULT;
1501         }
1502 }
1503
1504 static int __change_page_attr(struct cpa_data *cpa, int primary)
1505 {
1506         unsigned long address;
1507         int do_split, err;
1508         unsigned int level;
1509         pte_t *kpte, old_pte;
1510
1511         address = __cpa_addr(cpa, cpa->curpage);
1512 repeat:
1513         kpte = _lookup_address_cpa(cpa, address, &level);
1514         if (!kpte)
1515                 return __cpa_process_fault(cpa, address, primary);
1516
1517         old_pte = *kpte;
1518         if (pte_none(old_pte))
1519                 return __cpa_process_fault(cpa, address, primary);
1520
1521         if (level == PG_LEVEL_4K) {
1522                 pte_t new_pte;
1523                 pgprot_t new_prot = pte_pgprot(old_pte);
1524                 unsigned long pfn = pte_pfn(old_pte);
1525
1526                 pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
1527                 pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
1528
1529                 cpa_inc_4k_install();
1530                 /* Hand in lpsize = 0 to enforce the protection mechanism */
1531                 new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn, 1, 0,
1532                                               CPA_PROTECT);
1533
1534                 new_prot = pgprot_clear_protnone_bits(new_prot);
1535
1536                 /*
1537                  * We need to keep the pfn from the existing PTE,
1538                  * after all we're only going to change it's attributes
1539                  * not the memory it points to
1540                  */
1541                 new_pte = pfn_pte(pfn, new_prot);
1542                 cpa->pfn = pfn;
1543                 /*
1544                  * Do we really change anything ?
1545                  */
1546                 if (pte_val(old_pte) != pte_val(new_pte)) {
1547                         set_pte_atomic(kpte, new_pte);
1548                         cpa->flags |= CPA_FLUSHTLB;
1549                 }
1550                 cpa->numpages = 1;
1551                 return 0;
1552         }
1553
1554         /*
1555          * Check, whether we can keep the large page intact
1556          * and just change the pte:
1557          */
1558         do_split = should_split_large_page(kpte, address, cpa);
1559         /*
1560          * When the range fits into the existing large page,
1561          * return. cp->numpages and cpa->tlbflush have been updated in
1562          * try_large_page:
1563          */
1564         if (do_split <= 0)
1565                 return do_split;
1566
1567         /*
1568          * We have to split the large page:
1569          */
1570         err = split_large_page(cpa, kpte, address);
1571         if (!err)
1572                 goto repeat;
1573
1574         return err;
1575 }
1576
1577 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias);
1578
1579 static int cpa_process_alias(struct cpa_data *cpa)
1580 {
1581         struct cpa_data alias_cpa;
1582         unsigned long laddr = (unsigned long)__va(cpa->pfn << PAGE_SHIFT);
1583         unsigned long vaddr;
1584         int ret;
1585
1586         if (!pfn_range_is_mapped(cpa->pfn, cpa->pfn + 1))
1587                 return 0;
1588
1589         /*
1590          * No need to redo, when the primary call touched the direct
1591          * mapping already:
1592          */
1593         vaddr = __cpa_addr(cpa, cpa->curpage);
1594         if (!(within(vaddr, PAGE_OFFSET,
1595                     PAGE_OFFSET + (max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT)))) {
1596
1597                 alias_cpa = *cpa;
1598                 alias_cpa.vaddr = &laddr;
1599                 alias_cpa.flags &= ~(CPA_PAGES_ARRAY | CPA_ARRAY);
1600                 alias_cpa.curpage = 0;
1601
1602                 cpa->force_flush_all = 1;
1603
1604                 ret = __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
1605                 if (ret)
1606                         return ret;
1607         }
1608
1609 #ifdef CONFIG_X86_64
1610         /*
1611          * If the primary call didn't touch the high mapping already
1612          * and the physical address is inside the kernel map, we need
1613          * to touch the high mapped kernel as well:
1614          */
1615         if (!within(vaddr, (unsigned long)_text, _brk_end) &&
1616             __cpa_pfn_in_highmap(cpa->pfn)) {
1617                 unsigned long temp_cpa_vaddr = (cpa->pfn << PAGE_SHIFT) +
1618                                                __START_KERNEL_map - phys_base;
1619                 alias_cpa = *cpa;
1620                 alias_cpa.vaddr = &temp_cpa_vaddr;
1621                 alias_cpa.flags &= ~(CPA_PAGES_ARRAY | CPA_ARRAY);
1622                 alias_cpa.curpage = 0;
1623
1624                 cpa->force_flush_all = 1;
1625                 /*
1626                  * The high mapping range is imprecise, so ignore the
1627                  * return value.
1628                  */
1629                 __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
1630         }
1631 #endif
1632
1633         return 0;
1634 }
1635
1636 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias)
1637 {
1638         unsigned long numpages = cpa->numpages;
1639         unsigned long rempages = numpages;
1640         int ret = 0;
1641
1642         while (rempages) {
1643                 /*
1644                  * Store the remaining nr of pages for the large page
1645                  * preservation check.
1646                  */
1647                 cpa->numpages = rempages;
1648                 /* for array changes, we can't use large page */
1649                 if (cpa->flags & (CPA_ARRAY | CPA_PAGES_ARRAY))
1650                         cpa->numpages = 1;
1651
1652                 if (!debug_pagealloc_enabled())
1653                         spin_lock(&cpa_lock);
1654                 ret = __change_page_attr(cpa, checkalias);
1655                 if (!debug_pagealloc_enabled())
1656                         spin_unlock(&cpa_lock);
1657                 if (ret)
1658                         goto out;
1659
1660                 if (checkalias) {
1661                         ret = cpa_process_alias(cpa);
1662                         if (ret)
1663                                 goto out;
1664                 }
1665
1666                 /*
1667                  * Adjust the number of pages with the result of the
1668                  * CPA operation. Either a large page has been
1669                  * preserved or a single page update happened.
1670                  */
1671                 BUG_ON(cpa->numpages > rempages || !cpa->numpages);
1672                 rempages -= cpa->numpages;
1673                 cpa->curpage += cpa->numpages;
1674         }
1675
1676 out:
1677         /* Restore the original numpages */
1678         cpa->numpages = numpages;
1679         return ret;
1680 }
1681
1682 static int change_page_attr_set_clr(unsigned long *addr, int numpages,
1683                                     pgprot_t mask_set, pgprot_t mask_clr,
1684                                     int force_split, int in_flag,
1685                                     struct page **pages)
1686 {
1687         struct cpa_data cpa;
1688         int ret, cache, checkalias;
1689
1690         memset(&cpa, 0, sizeof(cpa));
1691
1692         /*
1693          * Check, if we are requested to set a not supported
1694          * feature.  Clearing non-supported features is OK.
1695          */
1696         mask_set = canon_pgprot(mask_set);
1697
1698         if (!pgprot_val(mask_set) && !pgprot_val(mask_clr) && !force_split)
1699                 return 0;
1700
1701         /* Ensure we are PAGE_SIZE aligned */
1702         if (in_flag & CPA_ARRAY) {
1703                 int i;
1704                 for (i = 0; i < numpages; i++) {
1705                         if (addr[i] & ~PAGE_MASK) {
1706                                 addr[i] &= PAGE_MASK;
1707                                 WARN_ON_ONCE(1);
1708                         }
1709                 }
1710         } else if (!(in_flag & CPA_PAGES_ARRAY)) {
1711                 /*
1712                  * in_flag of CPA_PAGES_ARRAY implies it is aligned.
1713                  * No need to check in that case
1714                  */
1715                 if (*addr & ~PAGE_MASK) {
1716                         *addr &= PAGE_MASK;
1717                         /*
1718                          * People should not be passing in unaligned addresses:
1719                          */
1720                         WARN_ON_ONCE(1);
1721                 }
1722         }
1723
1724         /* Must avoid aliasing mappings in the highmem code */
1725         kmap_flush_unused();
1726
1727         vm_unmap_aliases();
1728
1729         cpa.vaddr = addr;
1730         cpa.pages = pages;
1731         cpa.numpages = numpages;
1732         cpa.mask_set = mask_set;
1733         cpa.mask_clr = mask_clr;
1734         cpa.flags = 0;
1735         cpa.curpage = 0;
1736         cpa.force_split = force_split;
1737
1738         if (in_flag & (CPA_ARRAY | CPA_PAGES_ARRAY))
1739                 cpa.flags |= in_flag;
1740
1741         /* No alias checking for _NX bit modifications */
1742         checkalias = (pgprot_val(mask_set) | pgprot_val(mask_clr)) != _PAGE_NX;
1743         /* Has caller explicitly disabled alias checking? */
1744         if (in_flag & CPA_NO_CHECK_ALIAS)
1745                 checkalias = 0;
1746
1747         ret = __change_page_attr_set_clr(&cpa, checkalias);
1748
1749         /*
1750          * Check whether we really changed something:
1751          */
1752         if (!(cpa.flags & CPA_FLUSHTLB))
1753                 goto out;
1754
1755         /*
1756          * No need to flush, when we did not set any of the caching
1757          * attributes:
1758          */
1759         cache = !!pgprot2cachemode(mask_set);
1760
1761         /*
1762          * On error; flush everything to be sure.
1763          */
1764         if (ret) {
1765                 cpa_flush_all(cache);
1766                 goto out;
1767         }
1768
1769         cpa_flush(&cpa, cache);
1770 out:
1771         return ret;
1772 }
1773
1774 static inline int change_page_attr_set(unsigned long *addr, int numpages,
1775                                        pgprot_t mask, int array)
1776 {
1777         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, mask, __pgprot(0), 0,
1778                 (array ? CPA_ARRAY : 0), NULL);
1779 }
1780
1781 static inline int change_page_attr_clear(unsigned long *addr, int numpages,
1782                                          pgprot_t mask, int array)
1783 {
1784         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, __pgprot(0), mask, 0,
1785                 (array ? CPA_ARRAY : 0), NULL);
1786 }
1787
1788 static inline int cpa_set_pages_array(struct page **pages, int numpages,
1789                                        pgprot_t mask)
1790 {
1791         return change_page_attr_set_clr(NULL, numpages, mask, __pgprot(0), 0,
1792                 CPA_PAGES_ARRAY, pages);
1793 }
1794
1795 static inline int cpa_clear_pages_array(struct page **pages, int numpages,
1796                                          pgprot_t mask)
1797 {
1798         return change_page_attr_set_clr(NULL, numpages, __pgprot(0), mask, 0,
1799                 CPA_PAGES_ARRAY, pages);
1800 }
1801
1802 /*
1803  * _set_memory_prot is an internal helper for callers that have been passed
1804  * a pgprot_t value from upper layers and a reservation has already been taken.
1805  * If you want to set the pgprot to a specific page protocol, use the
1806  * set_memory_xx() functions.
1807  */
1808 int __set_memory_prot(unsigned long addr, int numpages, pgprot_t prot)
1809 {
1810         return change_page_attr_set_clr(&addr, numpages, prot,
1811                                         __pgprot(~pgprot_val(prot)), 0, 0,
1812                                         NULL);
1813 }
1814
1815 int _set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
1816 {
1817         /*
1818          * for now UC MINUS. see comments in ioremap()
1819          * If you really need strong UC use ioremap_uc(), but note
1820          * that you cannot override IO areas with set_memory_*() as
1821          * these helpers cannot work with IO memory.
1822          */
1823         return change_page_attr_set(&addr, numpages,
1824                                     cachemode2pgprot(_PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS),
1825                                     0);
1826 }
1827
1828 int set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
1829 {
1830         int ret;
1831
1832         /*
1833          * for now UC MINUS. see comments in ioremap()
1834          */
1835         ret = memtype_reserve(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE,
1836                               _PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS, NULL);
1837         if (ret)
1838                 goto out_err;
1839
1840         ret = _set_memory_uc(addr, numpages);
1841         if (ret)
1842                 goto out_free;
1843
1844         return 0;
1845
1846 out_free:
1847         memtype_free(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE);
1848 out_err:
1849         return ret;
1850 }
1851 EXPORT_SYMBOL(set_memory_uc);
1852
1853 int _set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
1854 {
1855         int ret;
1856
1857         ret = change_page_attr_set(&addr, numpages,
1858                                    cachemode2pgprot(_PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS),
1859                                    0);
1860         if (!ret) {
1861                 ret = change_page_attr_set_clr(&addr, numpages,
1862                                                cachemode2pgprot(_PAGE_CACHE_MODE_WC),
1863                                                __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK),
1864                                                0, 0, NULL);
1865         }
1866         return ret;
1867 }
1868
1869 int set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
1870 {
1871         int ret;
1872
1873         ret = memtype_reserve(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE,
1874                 _PAGE_CACHE_MODE_WC, NULL);
1875         if (ret)
1876                 return ret;
1877
1878         ret = _set_memory_wc(addr, numpages);
1879         if (ret)
1880                 memtype_free(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE);
1881
1882         return ret;
1883 }
1884 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wc);
1885
1886 int _set_memory_wt(unsigned long addr, int numpages)
1887 {
1888         return change_page_attr_set(&addr, numpages,
1889                                     cachemode2pgprot(_PAGE_CACHE_MODE_WT), 0);
1890 }
1891
1892 int _set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
1893 {
1894         /* WB cache mode is hard wired to all cache attribute bits being 0 */
1895         return change_page_attr_clear(&addr, numpages,
1896                                       __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK), 0);
1897 }
1898
1899 int set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
1900 {
1901         int ret;
1902
1903         ret = _set_memory_wb(addr, numpages);
1904         if (ret)
1905                 return ret;
1906
1907         memtype_free(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE);
1908         return 0;
1909 }
1910 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wb);
1911
1912 int set_memory_x(unsigned long addr, int numpages)
1913 {
1914         if (!(__supported_pte_mask & _PAGE_NX))
1915                 return 0;
1916
1917         return change_page_attr_clear(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX), 0);
1918 }
1919
1920 int set_memory_nx(unsigned long addr, int numpages)
1921 {
1922         if (!(__supported_pte_mask & _PAGE_NX))
1923                 return 0;
1924
1925         return change_page_attr_set(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX), 0);
1926 }
1927
1928 int set_memory_ro(unsigned long addr, int numpages)
1929 {
1930         return change_page_attr_clear(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW), 0);
1931 }
1932
1933 int set_memory_rw(unsigned long addr, int numpages)
1934 {
1935         return change_page_attr_set(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW), 0);
1936 }
1937
1938 int set_memory_np(unsigned long addr, int numpages)
1939 {
1940         return change_page_attr_clear(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_PRESENT), 0);
1941 }
1942
1943 int set_memory_np_noalias(unsigned long addr, int numpages)
1944 {
1945         int cpa_flags = CPA_NO_CHECK_ALIAS;
1946
1947         return change_page_attr_set_clr(&addr, numpages, __pgprot(0),
1948                                         __pgprot(_PAGE_PRESENT), 0,
1949                                         cpa_flags, NULL);
1950 }
1951
1952 int set_memory_4k(unsigned long addr, int numpages)
1953 {
1954         return change_page_attr_set_clr(&addr, numpages, __pgprot(0),
1955                                         __pgprot(0), 1, 0, NULL);
1956 }
1957
1958 int set_memory_nonglobal(unsigned long addr, int numpages)
1959 {
1960         return change_page_attr_clear(&addr, numpages,
1961                                       __pgprot(_PAGE_GLOBAL), 0);
1962 }
1963
1964 int set_memory_global(unsigned long addr, int numpages)
1965 {
1966         return change_page_attr_set(&addr, numpages,
1967                                     __pgprot(_PAGE_GLOBAL), 0);
1968 }
1969
1970 static int __set_memory_enc_dec(unsigned long addr, int numpages, bool enc)
1971 {
1972         struct cpa_data cpa;
1973         int ret;
1974
1975         /* Nothing to do if memory encryption is not active */
1976         if (!mem_encrypt_active())
1977                 return 0;
1978
1979         /* Should not be working on unaligned addresses */
1980         if (WARN_ONCE(addr & ~PAGE_MASK, "misaligned address: %#lx\n", addr))
1981                 addr &= PAGE_MASK;
1982
1983         memset(&cpa, 0, sizeof(cpa));
1984         cpa.vaddr = &addr;
1985         cpa.numpages = numpages;
1986         cpa.mask_set = enc ? __pgprot(_PAGE_ENC) : __pgprot(0);
1987         cpa.mask_clr = enc ? __pgprot(0) : __pgprot(_PAGE_ENC);
1988         cpa.pgd = init_mm.pgd;
1989
1990         /* Must avoid aliasing mappings in the highmem code */
1991         kmap_flush_unused();
1992         vm_unmap_aliases();
1993
1994         /*
1995          * Before changing the encryption attribute, we need to flush caches.
1996          */
1997         cpa_flush(&cpa, 1);
1998
1999         ret = __change_page_attr_set_clr(&cpa, 1);
2000
2001         /*
2002          * After changing the encryption attribute, we need to flush TLBs again
2003          * in case any speculative TLB caching occurred (but no need to flush
2004          * caches again).  We could just use cpa_flush_all(), but in case TLB
2005          * flushing gets optimized in the cpa_flush() path use the same logic
2006          * as above.
2007          */
2008         cpa_flush(&cpa, 0);
2009
2010         return ret;
2011 }
2012
2013 int set_memory_encrypted(unsigned long addr, int numpages)
2014 {
2015         return __set_memory_enc_dec(addr, numpages, true);
2016 }
2017 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_memory_encrypted);
2018
2019 int set_memory_decrypted(unsigned long addr, int numpages)
2020 {
2021         return __set_memory_enc_dec(addr, numpages, false);
2022 }
2023 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_memory_decrypted);
2024
2025 int set_pages_uc(struct page *page, int numpages)
2026 {
2027         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
2028
2029         return set_memory_uc(addr, numpages);
2030 }
2031 EXPORT_SYMBOL(set_pages_uc);
2032
2033 static int _set_pages_array(struct page **pages, int numpages,
2034                 enum page_cache_mode new_type)
2035 {
2036         unsigned long start;
2037         unsigned long end;
2038         enum page_cache_mode set_type;
2039         int i;
2040         int free_idx;
2041         int ret;
2042
2043         for (i = 0; i < numpages; i++) {
2044                 if (PageHighMem(pages[i]))
2045                         continue;
2046                 start = page_to_pfn(pages[i]) << PAGE_SHIFT;
2047                 end = start + PAGE_SIZE;
2048                 if (memtype_reserve(start, end, new_type, NULL))
2049                         goto err_out;
2050         }
2051
2052         /* If WC, set to UC- first and then WC */
2053         set_type = (new_type == _PAGE_CACHE_MODE_WC) ?
2054                                 _PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS : new_type;
2055
2056         ret = cpa_set_pages_array(pages, numpages,
2057                                   cachemode2pgprot(set_type));
2058         if (!ret && new_type == _PAGE_CACHE_MODE_WC)
2059                 ret = change_page_attr_set_clr(NULL, numpages,
2060                                                cachemode2pgprot(
2061                                                 _PAGE_CACHE_MODE_WC),
2062                                                __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK),
2063                                                0, CPA_PAGES_ARRAY, pages);
2064         if (ret)
2065                 goto err_out;
2066         return 0; /* Success */
2067 err_out:
2068         free_idx = i;
2069         for (i = 0; i < free_idx; i++) {
2070                 if (PageHighMem(pages[i]))
2071                         continue;
2072                 start = page_to_pfn(pages[i]) << PAGE_SHIFT;
2073                 end = start + PAGE_SIZE;
2074                 memtype_free(start, end);
2075         }
2076         return -EINVAL;
2077 }
2078
2079 int set_pages_array_uc(struct page **pages, int numpages)
2080 {
2081         return _set_pages_array(pages, numpages, _PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS);
2082 }
2083 EXPORT_SYMBOL(set_pages_array_uc);
2084
2085 int set_pages_array_wc(struct page **pages, int numpages)
2086 {
2087         return _set_pages_array(pages, numpages, _PAGE_CACHE_MODE_WC);
2088 }
2089 EXPORT_SYMBOL(set_pages_array_wc);
2090
2091 int set_pages_array_wt(struct page **pages, int numpages)
2092 {
2093         return _set_pages_array(pages, numpages, _PAGE_CACHE_MODE_WT);
2094 }
2095 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_pages_array_wt);
2096
2097 int set_pages_wb(struct page *page, int numpages)
2098 {
2099         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
2100
2101         return set_memory_wb(addr, numpages);
2102 }
2103 EXPORT_SYMBOL(set_pages_wb);
2104
2105 int set_pages_array_wb(struct page **pages, int numpages)
2106 {
2107         int retval;
2108         unsigned long start;
2109         unsigned long end;
2110         int i;
2111
2112         /* WB cache mode is hard wired to all cache attribute bits being 0 */
2113         retval = cpa_clear_pages_array(pages, numpages,
2114                         __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK));
2115         if (retval)
2116                 return retval;
2117
2118         for (i = 0; i < numpages; i++) {
2119                 if (PageHighMem(pages[i]))
2120                         continue;
2121                 start = page_to_pfn(pages[i]) << PAGE_SHIFT;
2122                 end = start + PAGE_SIZE;
2123                 memtype_free(start, end);
2124         }
2125
2126         return 0;
2127 }
2128 EXPORT_SYMBOL(set_pages_array_wb);
2129
2130 int set_pages_ro(struct page *page, int numpages)
2131 {
2132         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
2133
2134         return set_memory_ro(addr, numpages);
2135 }
2136
2137 int set_pages_rw(struct page *page, int numpages)
2138 {
2139         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
2140
2141         return set_memory_rw(addr, numpages);
2142 }
2143
2144 static int __set_pages_p(struct page *page, int numpages)
2145 {
2146         unsigned long tempaddr = (unsigned long) page_address(page);
2147         struct cpa_data cpa = { .vaddr = &tempaddr,
2148                                 .pgd = NULL,
2149                                 .numpages = numpages,
2150                                 .mask_set = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
2151                                 .mask_clr = __pgprot(0),
2152                                 .flags = 0};
2153
2154         /*
2155          * No alias checking needed for setting present flag. otherwise,
2156          * we may need to break large pages for 64-bit kernel text
2157          * mappings (this adds to complexity if we want to do this from
2158          * atomic context especially). Let's keep it simple!
2159          */
2160         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
2161 }
2162
2163 static int __set_pages_np(struct page *page, int numpages)
2164 {
2165         unsigned long tempaddr = (unsigned long) page_address(page);
2166         struct cpa_data cpa = { .vaddr = &tempaddr,
2167                                 .pgd = NULL,
2168                                 .numpages = numpages,
2169                                 .mask_set = __pgprot(0),
2170                                 .mask_clr = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
2171                                 .flags = 0};
2172
2173         /*
2174          * No alias checking needed for setting not present flag. otherwise,
2175          * we may need to break large pages for 64-bit kernel text
2176          * mappings (this adds to complexity if we want to do this from
2177          * atomic context especially). Let's keep it simple!
2178          */
2179         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
2180 }
2181
2182 int set_direct_map_invalid_noflush(struct page *page)
2183 {
2184         return __set_pages_np(page, 1);
2185 }
2186
2187 int set_direct_map_default_noflush(struct page *page)
2188 {
2189         return __set_pages_p(page, 1);
2190 }
2191
2192 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2193 {
2194         if (PageHighMem(page))
2195                 return;
2196         if (!enable) {
2197                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
2198                                            numpages * PAGE_SIZE);
2199         }
2200
2201         /*
2202          * The return value is ignored as the calls cannot fail.
2203          * Large pages for identity mappings are not used at boot time
2204          * and hence no memory allocations during large page split.
2205          */
2206         if (enable)
2207                 __set_pages_p(page, numpages);
2208         else
2209                 __set_pages_np(page, numpages);
2210
2211         /*
2212          * We should perform an IPI and flush all tlbs,
2213          * but that can deadlock->flush only current cpu.
2214          * Preemption needs to be disabled around __flush_tlb_all() due to
2215          * CR3 reload in __native_flush_tlb().
2216          */
2217         preempt_disable();
2218         __flush_tlb_all();
2219         preempt_enable();
2220
2221         arch_flush_lazy_mmu_mode();
2222 }
2223
2224 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2225 bool kernel_page_present(struct page *page)
2226 {
2227         unsigned int level;
2228         pte_t *pte;
2229
2230         if (PageHighMem(page))
2231                 return false;
2232
2233         pte = lookup_address((unsigned long)page_address(page), &level);
2234         return (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT);
2235 }
2236 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2237
2238 int __init kernel_map_pages_in_pgd(pgd_t *pgd, u64 pfn, unsigned long address,
2239                                    unsigned numpages, unsigned long page_flags)
2240 {
2241         int retval = -EINVAL;
2242
2243         struct cpa_data cpa = {
2244                 .vaddr = &address,
2245                 .pfn = pfn,
2246                 .pgd = pgd,
2247                 .numpages = numpages,
2248                 .mask_set = __pgprot(0),
2249                 .mask_clr = __pgprot(~page_flags & (_PAGE_NX|_PAGE_RW)),
2250                 .flags = 0,
2251         };
2252
2253         WARN_ONCE(num_online_cpus() > 1, "Don't call after initializing SMP");
2254
2255         if (!(__supported_pte_mask & _PAGE_NX))
2256                 goto out;
2257
2258         if (!(page_flags & _PAGE_ENC))
2259                 cpa.mask_clr = pgprot_encrypted(cpa.mask_clr);
2260
2261         cpa.mask_set = __pgprot(_PAGE_PRESENT | page_flags);
2262
2263         retval = __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
2264         __flush_tlb_all();
2265
2266 out:
2267         return retval;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * __flush_tlb_all() flushes mappings only on current CPU and hence this
2272  * function shouldn't be used in an SMP environment. Presently, it's used only
2273  * during boot (way before smp_init()) by EFI subsystem and hence is ok.
2274  */
2275 int __init kernel_unmap_pages_in_pgd(pgd_t *pgd, unsigned long address,
2276                                      unsigned long numpages)
2277 {
2278         int retval;
2279
2280         /*
2281          * The typical sequence for unmapping is to find a pte through
2282          * lookup_address_in_pgd() (ideally, it should never return NULL because
2283          * the address is already mapped) and change it's protections. As pfn is
2284          * the *target* of a mapping, it's not useful while unmapping.
2285          */
2286         struct cpa_data cpa = {
2287                 .vaddr          = &address,
2288                 .pfn            = 0,
2289                 .pgd            = pgd,
2290                 .numpages       = numpages,
2291                 .mask_set       = __pgprot(0),
2292                 .mask_clr       = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
2293                 .flags          = 0,
2294         };
2295
2296         WARN_ONCE(num_online_cpus() > 1, "Don't call after initializing SMP");
2297
2298         retval = __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
2299         __flush_tlb_all();
2300
2301         return retval;
2302 }
2303
2304 /*
2305  * The testcases use internal knowledge of the implementation that shouldn't
2306  * be exposed to the rest of the kernel. Include these directly here.
2307  */
2308 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
2309 #include "cpa-test.c"
2310 #endif