arch/x86/mm/pat.c

   1 /*
   2  * Handle caching attributes in page tables (PAT)
   3  *
   4  * Authors: Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
   5  *          Suresh B Siddha <suresh.b.siddha@intel.com>
   6  *
   7  * Loosely based on earlier PAT patchset from Eric Biederman and Andi Kleen.
   8  */
   9
  10 #include <linux/seq_file.h>
  11 #include <linux/bootmem.h>
  12 #include <linux/debugfs.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/fs.h>
  18 #include <linux/rbtree.h>
  19
  20 #include <asm/cacheflush.h>
  21 #include <asm/processor.h>
  22 #include <asm/tlbflush.h>
  23 #include <asm/x86_init.h>
  24 #include <asm/pgtable.h>
  25 #include <asm/fcntl.h>
  26 #include <asm/e820.h>
  27 #include <asm/mtrr.h>
  28 #include <asm/page.h>
  29 #include <asm/msr.h>
  30 #include <asm/pat.h>
  31 #include <asm/io.h>
  32
  33 #include "pat_internal.h"
  34
  35 #ifdef CONFIG_X86_PAT
  36 int __read_mostly pat_enabled = 1;
  37
  38 static inline void pat_disable(const char *reason)
  39 {
  40         pat_enabled = 0;
  41         printk(KERN_INFO "%s\n", reason);
  42 }
  43
  44 static int __init nopat(char *str)
  45 {
  46         pat_disable("PAT support disabled.");
  47         return 0;
  48 }
  49 early_param("nopat", nopat);
  50 #else
  51 static inline void pat_disable(const char *reason)
  52 {
  53         (void)reason;
  54 }
  55 #endif
  56
  57
  58 int pat_debug_enable;
  59
  60 static int __init pat_debug_setup(char *str)
  61 {
  62         pat_debug_enable = 1;
  63         return 0;
  64 }
  65 __setup("debugpat", pat_debug_setup);
  66
  67 static u64 __read_mostly boot_pat_state;
  68
  69 enum {
  70         PAT_UC = 0,             /* uncached */
  71         PAT_WC = 1,             /* Write combining */
  72         PAT_WT = 4,             /* Write Through */
  73         PAT_WP = 5,             /* Write Protected */
  74         PAT_WB = 6,             /* Write Back (default) */
  75         PAT_UC_MINUS = 7,       /* UC, but can be overriden by MTRR */
  76 };
  77
  78 #define PAT(x, y)       ((u64)PAT_ ## y << ((x)*8))
  79
  80 void pat_init(void)
  81 {
  82         u64 pat;
  83         bool boot_cpu = !boot_pat_state;
  84
  85         if (!pat_enabled)
  86                 return;
  87
  88         if (!cpu_has_pat) {
  89                 if (!boot_pat_state) {
  90                         pat_disable("PAT not supported by CPU.");
  91                         return;
  92                 } else {
  93                         /*
  94                          * If this happens we are on a secondary CPU, but
  95                          * switched to PAT on the boot CPU. We have no way to
  96                          * undo PAT.
  97                          */
  98                         printk(KERN_ERR "PAT enabled, "
  99                                "but not supported by secondary CPU\n");
 100                         BUG();
 101                 }
 102         }
 103
 104         /* Set PWT to Write-Combining. All other bits stay the same */
 105         /*
 106          * PTE encoding used in Linux:
 107          *      PAT
 108          *      |PCD
 109          *      ||PWT
 110          *      |||
 111          *      000 WB          _PAGE_CACHE_WB
 112          *      001 WC          _PAGE_CACHE_WC
 113          *      010 UC-         _PAGE_CACHE_UC_MINUS
 114          *      011 UC          _PAGE_CACHE_UC
 115          * PAT bit unused
 116          */
 117         pat = PAT(0, WB) | PAT(1, WC) | PAT(2, UC_MINUS) | PAT(3, UC) |
 118               PAT(4, WB) | PAT(5, WC) | PAT(6, UC_MINUS) | PAT(7, UC);
 119
 120         /* Boot CPU check */
 121         if (!boot_pat_state)
 122                 rdmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, boot_pat_state);
 123
 124         wrmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, pat);
 125
 126         if (boot_cpu)
 127                 printk(KERN_INFO "x86 PAT enabled: cpu %d, old 0x%Lx, new 0x%Lx\n",
 128                        smp_processor_id(), boot_pat_state, pat);
 129 }
 130
 131 #undef PAT
 132
 133 static DEFINE_SPINLOCK(memtype_lock);   /* protects memtype accesses */
 134
 135 /*
 136  * Does intersection of PAT memory type and MTRR memory type and returns
 137  * the resulting memory type as PAT understands it.
 138  * (Type in pat and mtrr will not have same value)
 139  * The intersection is based on "Effective Memory Type" tables in IA-32
 140  * SDM vol 3a
 141  */
 142 static unsigned long pat_x_mtrr_type(u64 start, u64 end, unsigned long req_type)
 143 {
 144         /*
 145          * Look for MTRR hint to get the effective type in case where PAT
 146          * request is for WB.
 147          */
 148         if (req_type == _PAGE_CACHE_WB) {
 149                 u8 mtrr_type;
 150
 151                 mtrr_type = mtrr_type_lookup(start, end);
 152                 if (mtrr_type != MTRR_TYPE_WRBACK)
 153                         return _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 154
 155                 return _PAGE_CACHE_WB;
 156         }
 157
 158         return req_type;
 159 }
 160
 161 static int pat_pagerange_is_ram(resource_size_t start, resource_size_t end)
 162 {
 163         int ram_page = 0, not_rampage = 0;
 164         unsigned long page_nr;
 165
 166         for (page_nr = (start >> PAGE_SHIFT); page_nr < (end >> PAGE_SHIFT);
 167              ++page_nr) {
 168                 /*
 169                  * For legacy reasons, physical address range in the legacy ISA
 170                  * region is tracked as non-RAM. This will allow users of
 171                  * /dev/mem to map portions of legacy ISA region, even when
 172                  * some of those portions are listed(or not even listed) with
 173                  * different e820 types(RAM/reserved/..)
 174                  */
 175                 if (page_nr >= (ISA_END_ADDRESS >> PAGE_SHIFT) &&
 176                     page_is_ram(page_nr))
 177                         ram_page = 1;
 178                 else
 179                         not_rampage = 1;
 180
 181                 if (ram_page == not_rampage)
 182                         return -1;
 183         }
 184
 185         return ram_page;
 186 }
 187
 188 /*
 189  * For RAM pages, we use page flags to mark the pages with appropriate type.
 190  * Here we do two pass:
 191  * - Find the memtype of all the pages in the range, look for any conflicts
 192  * - In case of no conflicts, set the new memtype for pages in the range
 193  */
 194 static int reserve_ram_pages_type(u64 start, u64 end, unsigned long req_type,
 195                                   unsigned long *new_type)
 196 {
 197         struct page *page;
 198         u64 pfn;
 199
 200         if (req_type == _PAGE_CACHE_UC) {
 201                 /* We do not support strong UC */
 202                 WARN_ON_ONCE(1);
 203                 req_type = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 204         }
 205
 206         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++pfn) {
 207                 unsigned long type;
 208
 209                 page = pfn_to_page(pfn);
 210                 type = get_page_memtype(page);
 211                 if (type != -1) {
 212                         printk(KERN_INFO "reserve_ram_pages_type failed [mem %#010Lx-%#010Lx], track 0x%lx, req 0x%lx\n",
 213                                 start, end - 1, type, req_type);
 214                         if (new_type)
 215                                 *new_type = type;
 216
 217                         return -EBUSY;
 218                 }
 219         }
 220
 221         if (new_type)
 222                 *new_type = req_type;
 223
 224         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++pfn) {
 225                 page = pfn_to_page(pfn);
 226                 set_page_memtype(page, req_type);
 227         }
 228         return 0;
 229 }
 230
 231 static int free_ram_pages_type(u64 start, u64 end)
 232 {
 233         struct page *page;
 234         u64 pfn;
 235
 236         for (pfn = (start >> PAGE_SHIFT); pfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++pfn) {
 237                 page = pfn_to_page(pfn);
 238                 set_page_memtype(page, -1);
 239         }
 240         return 0;
 241 }
 242
 243 /*
 244  * req_type typically has one of the:
 245  * - _PAGE_CACHE_WB
 246  * - _PAGE_CACHE_WC
 247  * - _PAGE_CACHE_UC_MINUS
 248  * - _PAGE_CACHE_UC
 249  *
 250  * If new_type is NULL, function will return an error if it cannot reserve the
 251  * region with req_type. If new_type is non-NULL, function will return
 252  * available type in new_type in case of no error. In case of any error
 253  * it will return a negative return value.
 254  */
 255 int reserve_memtype(u64 start, u64 end, unsigned long req_type,
 256                     unsigned long *new_type)
 257 {
 258         struct memtype *new;
 259         unsigned long actual_type;
 260         int is_range_ram;
 261         int err = 0;
 262
 263         BUG_ON(start >= end); /* end is exclusive */
 264
 265         if (!pat_enabled) {
 266                 /* This is identical to page table setting without PAT */
 267                 if (new_type) {
 268                         if (req_type == _PAGE_CACHE_WC)
 269                                 *new_type = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 270                         else
 271                                 *new_type = req_type & _PAGE_CACHE_MASK;
 272                 }
 273                 return 0;
 274         }
 275
 276         /* Low ISA region is always mapped WB in page table. No need to track */
 277         if (x86_platform.is_untracked_pat_range(start, end)) {
 278                 if (new_type)
 279                         *new_type = _PAGE_CACHE_WB;
 280                 return 0;
 281         }
 282
 283         /*
 284          * Call mtrr_lookup to get the type hint. This is an
 285          * optimization for /dev/mem mmap'ers into WB memory (BIOS
 286          * tools and ACPI tools). Use WB request for WB memory and use
 287          * UC_MINUS otherwise.
 288          */
 289         actual_type = pat_x_mtrr_type(start, end, req_type & _PAGE_CACHE_MASK);
 290
 291         if (new_type)
 292                 *new_type = actual_type;
 293
 294         is_range_ram = pat_pagerange_is_ram(start, end);
 295         if (is_range_ram == 1) {
 296
 297                 err = reserve_ram_pages_type(start, end, req_type, new_type);
 298
 299                 return err;
 300         } else if (is_range_ram < 0) {
 301                 return -EINVAL;
 302         }
 303
 304         new  = kzalloc(sizeof(struct memtype), GFP_KERNEL);
 305         if (!new)
 306                 return -ENOMEM;
 307
 308         new->start      = start;
 309         new->end        = end;
 310         new->type       = actual_type;
 311
 312         spin_lock(&memtype_lock);
 313
 314         err = rbt_memtype_check_insert(new, new_type);
 315         if (err) {
 316                 printk(KERN_INFO "reserve_memtype failed [mem %#010Lx-%#010Lx], track %s, req %s\n",
 317                        start, end - 1,
 318                        cattr_name(new->type), cattr_name(req_type));
 319                 kfree(new);
 320                 spin_unlock(&memtype_lock);
 321
 322                 return err;
 323         }
 324
 325         spin_unlock(&memtype_lock);
 326
 327         dprintk("reserve_memtype added [mem %#010Lx-%#010Lx], track %s, req %s, ret %s\n",
 328                 start, end - 1, cattr_name(new->type), cattr_name(req_type),
 329                 new_type ? cattr_name(*new_type) : "-");
 330
 331         return err;
 332 }
 333
 334 int free_memtype(u64 start, u64 end)
 335 {
 336         int err = -EINVAL;
 337         int is_range_ram;
 338         struct memtype *entry;
 339
 340         if (!pat_enabled)
 341                 return 0;
 342
 343         /* Low ISA region is always mapped WB. No need to track */
 344         if (x86_platform.is_untracked_pat_range(start, end))
 345                 return 0;
 346
 347         is_range_ram = pat_pagerange_is_ram(start, end);
 348         if (is_range_ram == 1) {
 349
 350                 err = free_ram_pages_type(start, end);
 351
 352                 return err;
 353         } else if (is_range_ram < 0) {
 354                 return -EINVAL;
 355         }
 356
 357         spin_lock(&memtype_lock);
 358         entry = rbt_memtype_erase(start, end);
 359         spin_unlock(&memtype_lock);
 360
 361         if (!entry) {
 362                 printk(KERN_INFO "%s:%d freeing invalid memtype [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 363                        current->comm, current->pid, start, end - 1);
 364                 return -EINVAL;
 365         }
 366
 367         kfree(entry);
 368
 369         dprintk("free_memtype request [mem %#010Lx-%#010Lx]\n", start, end - 1);
 370
 371         return 0;
 372 }
 373
 374
 375 /**
 376  * lookup_memtype - Looksup the memory type for a physical address
 377  * @paddr: physical address of which memory type needs to be looked up
 378  *
 379  * Only to be called when PAT is enabled
 380  *
 381  * Returns _PAGE_CACHE_WB, _PAGE_CACHE_WC, _PAGE_CACHE_UC_MINUS or
 382  * _PAGE_CACHE_UC
 383  */
 384 static unsigned long lookup_memtype(u64 paddr)
 385 {
 386         int rettype = _PAGE_CACHE_WB;
 387         struct memtype *entry;
 388
 389         if (x86_platform.is_untracked_pat_range(paddr, paddr + PAGE_SIZE))
 390                 return rettype;
 391
 392         if (pat_pagerange_is_ram(paddr, paddr + PAGE_SIZE)) {
 393                 struct page *page;
 394                 page = pfn_to_page(paddr >> PAGE_SHIFT);
 395                 rettype = get_page_memtype(page);
 396                 /*
 397                  * -1 from get_page_memtype() implies RAM page is in its
 398                  * default state and not reserved, and hence of type WB
 399                  */
 400                 if (rettype == -1)
 401                         rettype = _PAGE_CACHE_WB;
 402
 403                 return rettype;
 404         }
 405
 406         spin_lock(&memtype_lock);
 407
 408         entry = rbt_memtype_lookup(paddr);
 409         if (entry != NULL)
 410                 rettype = entry->type;
 411         else
 412                 rettype = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 413
 414         spin_unlock(&memtype_lock);
 415         return rettype;
 416 }
 417
 418 /**
 419  * io_reserve_memtype - Request a memory type mapping for a region of memory
 420  * @start: start (physical address) of the region
 421  * @end: end (physical address) of the region
 422  * @type: A pointer to memtype, with requested type. On success, requested
 423  * or any other compatible type that was available for the region is returned
 424  *
 425  * On success, returns 0
 426  * On failure, returns non-zero
 427  */
 428 int io_reserve_memtype(resource_size_t start, resource_size_t end,
 429                         unsigned long *type)
 430 {
 431         resource_size_t size = end - start;
 432         unsigned long req_type = *type;
 433         unsigned long new_type;
 434         int ret;
 435
 436         WARN_ON_ONCE(iomem_map_sanity_check(start, size));
 437
 438         ret = reserve_memtype(start, end, req_type, &new_type);
 439         if (ret)
 440                 goto out_err;
 441
 442         if (!is_new_memtype_allowed(start, size, req_type, new_type))
 443                 goto out_free;
 444
 445         if (kernel_map_sync_memtype(start, size, new_type) < 0)
 446                 goto out_free;
 447
 448         *type = new_type;
 449         return 0;
 450
 451 out_free:
 452         free_memtype(start, end);
 453         ret = -EBUSY;
 454 out_err:
 455         return ret;
 456 }
 457
 458 /**
 459  * io_free_memtype - Release a memory type mapping for a region of memory
 460  * @start: start (physical address) of the region
 461  * @end: end (physical address) of the region
 462  */
 463 void io_free_memtype(resource_size_t start, resource_size_t end)
 464 {
 465         free_memtype(start, end);
 466 }
 467
 468 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
 469                                 unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
 470 {
 471         return vma_prot;
 472 }
 473
 474 #ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
 475 /* This check is done in drivers/char/mem.c in case of STRICT_DEVMEM*/
 476 static inline int range_is_allowed(unsigned long pfn, unsigned long size)
 477 {
 478         return 1;
 479 }
 480 #else
 481 /* This check is needed to avoid cache aliasing when PAT is enabled */
 482 static inline int range_is_allowed(unsigned long pfn, unsigned long size)
 483 {
 484         u64 from = ((u64)pfn) << PAGE_SHIFT;
 485         u64 to = from + size;
 486         u64 cursor = from;
 487
 488         if (!pat_enabled)
 489                 return 1;
 490
 491         while (cursor < to) {
 492                 if (!devmem_is_allowed(pfn)) {
 493                         printk(KERN_INFO "Program %s tried to access /dev/mem between [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 494                                 current->comm, from, to - 1);
 495                         return 0;
 496                 }
 497                 cursor += PAGE_SIZE;
 498                 pfn++;
 499         }
 500         return 1;
 501 }
 502 #endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */
 503
 504 int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long pfn,
 505                                 unsigned long size, pgprot_t *vma_prot)
 506 {
 507         unsigned long flags = _PAGE_CACHE_WB;
 508
 509         if (!range_is_allowed(pfn, size))
 510                 return 0;
 511
 512         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 513                 flags = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 514
 515 #ifdef CONFIG_X86_32
 516         /*
 517          * On the PPro and successors, the MTRRs are used to set
 518          * memory types for physical addresses outside main memory,
 519          * so blindly setting UC or PWT on those pages is wrong.
 520          * For Pentiums and earlier, the surround logic should disable
 521          * caching for the high addresses through the KEN pin, but
 522          * we maintain the tradition of paranoia in this code.
 523          */
 524         if (!pat_enabled &&
 525             !(boot_cpu_has(X86_FEATURE_MTRR) ||
 526               boot_cpu_has(X86_FEATURE_K6_MTRR) ||
 527               boot_cpu_has(X86_FEATURE_CYRIX_ARR) ||
 528               boot_cpu_has(X86_FEATURE_CENTAUR_MCR)) &&
 529             (pfn << PAGE_SHIFT) >= __pa(high_memory)) {
 530                 flags = _PAGE_CACHE_UC;
 531         }
 532 #endif
 533
 534         *vma_prot = __pgprot((pgprot_val(*vma_prot) & ~_PAGE_CACHE_MASK) |
 535                              flags);
 536         return 1;
 537 }
 538
 539 /*
 540  * Change the memory type for the physial address range in kernel identity
 541  * mapping space if that range is a part of identity map.
 542  */
 543 int kernel_map_sync_memtype(u64 base, unsigned long size, unsigned long flags)
 544 {
 545         unsigned long id_sz;
 546
 547         if (base >= __pa(high_memory))
 548                 return 0;
 549
 550         id_sz = (__pa(high_memory) < base + size) ?
 551                                 __pa(high_memory) - base :
 552                                 size;
 553
 554         if (ioremap_change_attr((unsigned long)__va(base), id_sz, flags) < 0) {
 555                 printk(KERN_INFO "%s:%d ioremap_change_attr failed %s "
 556                         "for [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 557                         current->comm, current->pid,
 558                         cattr_name(flags),
 559                         base, (unsigned long long)(base + size-1));
 560                 return -EINVAL;
 561         }
 562         return 0;
 563 }
 564
 565 /*
 566  * Internal interface to reserve a range of physical memory with prot.
 567  * Reserved non RAM regions only and after successful reserve_memtype,
 568  * this func also keeps identity mapping (if any) in sync with this new prot.
 569  */
 570 static int reserve_pfn_range(u64 paddr, unsigned long size, pgprot_t *vma_prot,
 571                                 int strict_prot)
 572 {
 573         int is_ram = 0;
 574         int ret;
 575         unsigned long want_flags = (pgprot_val(*vma_prot) & _PAGE_CACHE_MASK);
 576         unsigned long flags = want_flags;
 577
 578         is_ram = pat_pagerange_is_ram(paddr, paddr + size);
 579
 580         /*
 581          * reserve_pfn_range() for RAM pages. We do not refcount to keep
 582          * track of number of mappings of RAM pages. We can assert that
 583          * the type requested matches the type of first page in the range.
 584          */
 585         if (is_ram) {
 586                 if (!pat_enabled)
 587                         return 0;
 588
 589                 flags = lookup_memtype(paddr);
 590                 if (want_flags != flags) {
 591                         printk(KERN_WARNING "%s:%d map pfn RAM range req %s for [mem %#010Lx-%#010Lx], got %s\n",
 592                                 current->comm, current->pid,
 593                                 cattr_name(want_flags),
 594                                 (unsigned long long)paddr,
 595                                 (unsigned long long)(paddr + size - 1),
 596                                 cattr_name(flags));
 597                         *vma_prot = __pgprot((pgprot_val(*vma_prot) &
 598                                               (~_PAGE_CACHE_MASK)) |
 599                                              flags);
 600                 }
 601                 return 0;
 602         }
 603
 604         ret = reserve_memtype(paddr, paddr + size, want_flags, &flags);
 605         if (ret)
 606                 return ret;
 607
 608         if (flags != want_flags) {
 609                 if (strict_prot ||
 610                     !is_new_memtype_allowed(paddr, size, want_flags, flags)) {
 611                         free_memtype(paddr, paddr + size);
 612                         printk(KERN_ERR "%s:%d map pfn expected mapping type %s"
 613                                 " for [mem %#010Lx-%#010Lx], got %s\n",
 614                                 current->comm, current->pid,
 615                                 cattr_name(want_flags),
 616                                 (unsigned long long)paddr,
 617                                 (unsigned long long)(paddr + size - 1),
 618                                 cattr_name(flags));
 619                         return -EINVAL;
 620                 }
 621                 /*
 622                  * We allow returning different type than the one requested in
 623                  * non strict case.
 624                  */
 625                 *vma_prot = __pgprot((pgprot_val(*vma_prot) &
 626                                       (~_PAGE_CACHE_MASK)) |
 627                                      flags);
 628         }
 629
 630         if (kernel_map_sync_memtype(paddr, size, flags) < 0) {
 631                 free_memtype(paddr, paddr + size);
 632                 return -EINVAL;
 633         }
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 /*
 638  * Internal interface to free a range of physical memory.
 639  * Frees non RAM regions only.
 640  */
 641 static void free_pfn_range(u64 paddr, unsigned long size)
 642 {
 643         int is_ram;
 644
 645         is_ram = pat_pagerange_is_ram(paddr, paddr + size);
 646         if (is_ram == 0)
 647                 free_memtype(paddr, paddr + size);
 648 }
 649
 650 /*
 651  * track_pfn_vma_copy is called when vma that is covering the pfnmap gets
 652  * copied through copy_page_range().
 653  *
 654  * If the vma has a linear pfn mapping for the entire range, we get the prot
 655  * from pte and reserve the entire vma range with single reserve_pfn_range call.
 656  */
 657 int track_pfn_vma_copy(struct vm_area_struct *vma)
 658 {
 659         resource_size_t paddr;
 660         unsigned long prot;
 661         unsigned long vma_size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 662         pgprot_t pgprot;
 663
 664         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
 665                 /*
 666                  * reserve the whole chunk covered by vma. We need the
 667                  * starting address and protection from pte.
 668                  */
 669                 if (follow_phys(vma, vma->vm_start, 0, &prot, &paddr)) {
 670                         WARN_ON_ONCE(1);
 671                         return -EINVAL;
 672                 }
 673                 pgprot = __pgprot(prot);
 674                 return reserve_pfn_range(paddr, vma_size, &pgprot, 1);
 675         }
 676
 677         return 0;
 678 }
 679
 680 /*
 681  * track_pfn_vma_new is called when a _new_ pfn mapping is being established
 682  * for physical range indicated by pfn and size.
 683  *
 684  * prot is passed in as a parameter for the new mapping. If the vma has a
 685  * linear pfn mapping for the entire range reserve the entire vma range with
 686  * single reserve_pfn_range call.
 687  */
 688 int track_pfn_vma_new(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
 689                         unsigned long pfn, unsigned long size)
 690 {
 691         unsigned long flags;
 692         resource_size_t paddr;
 693         unsigned long vma_size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 694
 695         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
 696                 /* reserve the whole chunk starting from vm_pgoff */
 697                 paddr = (resource_size_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
 698                 return reserve_pfn_range(paddr, vma_size, prot, 0);
 699         }
 700
 701         if (!pat_enabled)
 702                 return 0;
 703
 704         /* for vm_insert_pfn and friends, we set prot based on lookup */
 705         flags = lookup_memtype(pfn << PAGE_SHIFT);
 706         *prot = __pgprot((pgprot_val(vma->vm_page_prot) & (~_PAGE_CACHE_MASK)) |
 707                          flags);
 708
 709         return 0;
 710 }
 711
 712 /*
 713  * untrack_pfn_vma is called while unmapping a pfnmap for a region.
 714  * untrack can be called for a specific region indicated by pfn and size or
 715  * can be for the entire vma (in which case size can be zero).
 716  */
 717 void untrack_pfn_vma(struct vm_area_struct *vma, unsigned long pfn,
 718                         unsigned long size)
 719 {
 720         resource_size_t paddr;
 721         unsigned long vma_size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 722
 723         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
 724                 /* free the whole chunk starting from vm_pgoff */
 725                 paddr = (resource_size_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
 726                 free_pfn_range(paddr, vma_size);
 727                 return;
 728         }
 729 }
 730
 731 pgprot_t pgprot_writecombine(pgprot_t prot)
 732 {
 733         if (pat_enabled)
 734                 return __pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_CACHE_WC);
 735         else
 736                 return pgprot_noncached(prot);
 737 }
 738 EXPORT_SYMBOL_GPL(pgprot_writecombine);
 739
 740 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_X86_PAT)
 741
 742 static struct memtype *memtype_get_idx(loff_t pos)
 743 {
 744         struct memtype *print_entry;
 745         int ret;
 746
 747         print_entry  = kzalloc(sizeof(struct memtype), GFP_KERNEL);
 748         if (!print_entry)
 749                 return NULL;
 750
 751         spin_lock(&memtype_lock);
 752         ret = rbt_memtype_copy_nth_element(print_entry, pos);
 753         spin_unlock(&memtype_lock);
 754
 755         if (!ret) {
 756                 return print_entry;
 757         } else {
 758                 kfree(print_entry);
 759                 return NULL;
 760         }
 761 }
 762
 763 static void *memtype_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
 764 {
 765         if (*pos == 0) {
 766                 ++*pos;
 767                 seq_printf(seq, "PAT memtype list:\n");
 768         }
 769
 770         return memtype_get_idx(*pos);
 771 }
 772
 773 static void *memtype_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
 774 {
 775         ++*pos;
 776         return memtype_get_idx(*pos);
 777 }
 778
 779 static void memtype_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
 780 {
 781 }
 782
 783 static int memtype_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
 784 {
 785         struct memtype *print_entry = (struct memtype *)v;
 786
 787         seq_printf(seq, "%s @ 0x%Lx-0x%Lx\n", cattr_name(print_entry->type),
 788                         print_entry->start, print_entry->end);
 789         kfree(print_entry);
 790
 791         return 0;
 792 }
 793
 794 static const struct seq_operations memtype_seq_ops = {
 795         .start = memtype_seq_start,
 796         .next  = memtype_seq_next,
 797         .stop  = memtype_seq_stop,
 798         .show  = memtype_seq_show,
 799 };
 800
 801 static int memtype_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
 802 {
 803         return seq_open(file, &memtype_seq_ops);
 804 }
 805
 806 static const struct file_operations memtype_fops = {
 807         .open    = memtype_seq_open,
 808         .read    = seq_read,
 809         .llseek  = seq_lseek,
 810         .release = seq_release,
 811 };
 812
 813 static int __init pat_memtype_list_init(void)
 814 {
 815         if (pat_enabled) {
 816                 debugfs_create_file("pat_memtype_list", S_IRUSR,
 817                                     arch_debugfs_dir, NULL, &memtype_fops);
 818         }
 819         return 0;
 820 }
 821
 822 late_initcall(pat_memtype_list_init);
 823
 824 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS && CONFIG_X86_PAT */