arch/x86/mm/pat-xen.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 #ifndef CONFIG_XEN
 105         /* Set PWT to Write-Combining. All other bits stay the same */
 106         /*
 107          * PTE encoding used in Linux:
 108          *      PAT
 109          *      |PCD
 110          *      ||PWT
 111          *      |||
 112          *      000 WB          _PAGE_CACHE_WB
 113          *      001 WC          _PAGE_CACHE_WC
 114          *      010 UC-         _PAGE_CACHE_UC_MINUS
 115          *      011 UC          _PAGE_CACHE_UC
 116          * PAT bit unused
 117          */
 118         pat = PAT(0, WB) | PAT(1, WC) | PAT(2, UC_MINUS) | PAT(3, UC) |
 119               PAT(4, WB) | PAT(5, WC) | PAT(6, UC_MINUS) | PAT(7, UC);
 120
 121         /* Boot CPU check */
 122         if (!boot_pat_state)
 123                 rdmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, boot_pat_state);
 124
 125         wrmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, pat);
 126 #else
 127         /*
 128          * PAT settings are part of the hypervisor interface, and their
 129          * assignment cannot be changed.
 130          */
 131         rdmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, pat);
 132         if (!boot_pat_state)
 133                 boot_pat_state = pat;
 134 #endif
 135
 136         if (boot_cpu)
 137                 printk(KERN_INFO "x86 PAT enabled: cpu %d, old 0x%Lx, new 0x%Lx\n",
 138                        smp_processor_id(), boot_pat_state, pat);
 139 }
 140
 141 #undef PAT
 142
 143 static DEFINE_SPINLOCK(memtype_lock);   /* protects memtype accesses */
 144
 145 static int pat_pagerange_is_ram(resource_size_t start, resource_size_t end);
 146 static inline u8 _mtrr_type_lookup(u64 start, u64 end)
 147 {
 148         if (is_initial_xendomain())
 149                 return mtrr_type_lookup(start, end);
 150         return pat_pagerange_is_ram(start, end) > 0
 151                ? MTRR_TYPE_WRCOMB : MTRR_TYPE_UNCACHABLE;
 152 }
 153 #define mtrr_type_lookup _mtrr_type_lookup
 154
 155 /*
 156  * Does intersection of PAT memory type and MTRR memory type and returns
 157  * the resulting memory type as PAT understands it.
 158  * (Type in pat and mtrr will not have same value)
 159  * The intersection is based on "Effective Memory Type" tables in IA-32
 160  * SDM vol 3a
 161  */
 162 static unsigned long pat_x_mtrr_type(u64 start, u64 end, unsigned long req_type)
 163 {
 164         /*
 165          * Look for MTRR hint to get the effective type in case where PAT
 166          * request is for WB.
 167          */
 168         if (req_type == _PAGE_CACHE_WB) {
 169                 u8 mtrr_type;
 170
 171                 mtrr_type = mtrr_type_lookup(start, end);
 172                 if (mtrr_type != MTRR_TYPE_WRBACK)
 173                         return _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 174
 175                 return _PAGE_CACHE_WB;
 176         }
 177
 178         return req_type;
 179 }
 180
 181 static int pat_pagerange_is_ram(resource_size_t start, resource_size_t end)
 182 {
 183         int ram_page = 0, not_rampage = 0;
 184         unsigned long page_nr;
 185
 186         for (page_nr = (start >> PAGE_SHIFT); page_nr < (end >> PAGE_SHIFT);
 187              ++page_nr) {
 188                 /*
 189                  * For legacy reasons, physical address range in the legacy ISA
 190                  * region is tracked as non-RAM. This will allow users of
 191                  * /dev/mem to map portions of legacy ISA region, even when
 192                  * some of those portions are listed(or not even listed) with
 193                  * different e820 types(RAM/reserved/..)
 194                  */
 195                 if (page_nr >= (ISA_END_ADDRESS >> PAGE_SHIFT) &&
 196                     page_is_ram(mfn_to_local_pfn(page_nr)))
 197                         ram_page = 1;
 198                 else
 199                         not_rampage = 1;
 200
 201                 if (ram_page == not_rampage)
 202                         return -1;
 203         }
 204
 205         return ram_page;
 206 }
 207
 208 /*
 209  * For RAM pages, we use page flags to mark the pages with appropriate type.
 210  * Here we do two pass:
 211  * - Find the memtype of all the pages in the range, look for any conflicts
 212  * - In case of no conflicts, set the new memtype for pages in the range
 213  */
 214 static int reserve_ram_pages_type(u64 start, u64 end, unsigned long req_type,
 215                                   unsigned long *new_type)
 216 {
 217         struct page *page;
 218         unsigned long mfn;
 219
 220         if (req_type == _PAGE_CACHE_UC) {
 221                 /* We do not support strong UC */
 222                 WARN_ON_ONCE(1);
 223                 req_type = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 224         }
 225
 226         for (mfn = (start >> PAGE_SHIFT); mfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++mfn) {
 227                 unsigned long type, pfn = mfn_to_local_pfn(mfn);
 228
 229                 BUG_ON(!pfn_valid(pfn));
 230                 page = pfn_to_page(pfn);
 231                 type = get_page_memtype(page);
 232                 if (type != -1) {
 233                         printk(KERN_INFO "reserve_ram_pages_type failed "
 234                                 "0x%Lx-0x%Lx, track 0x%lx, req 0x%lx\n",
 235                                 start, end, type, req_type);
 236                         if (new_type)
 237                                 *new_type = type;
 238
 239                         return -EBUSY;
 240                 }
 241         }
 242
 243         if (new_type)
 244                 *new_type = req_type;
 245
 246         for (mfn = (start >> PAGE_SHIFT); mfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++mfn) {
 247                 page = pfn_to_page(mfn_to_local_pfn(mfn));
 248                 set_page_memtype(page, req_type);
 249         }
 250         return 0;
 251 }
 252
 253 static int free_ram_pages_type(u64 start, u64 end)
 254 {
 255         struct page *page;
 256         unsigned long mfn;
 257
 258         for (mfn = (start >> PAGE_SHIFT); mfn < (end >> PAGE_SHIFT); ++mfn) {
 259                 unsigned long pfn = mfn_to_local_pfn(mfn);
 260
 261                 BUG_ON(!pfn_valid(pfn));
 262                 page = pfn_to_page(pfn);
 263                 set_page_memtype(page, -1);
 264         }
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 /*
 269  * req_type typically has one of the:
 270  * - _PAGE_CACHE_WB
 271  * - _PAGE_CACHE_WC
 272  * - _PAGE_CACHE_UC_MINUS
 273  * - _PAGE_CACHE_UC
 274  *
 275  * If new_type is NULL, function will return an error if it cannot reserve the
 276  * region with req_type. If new_type is non-NULL, function will return
 277  * available type in new_type in case of no error. In case of any error
 278  * it will return a negative return value.
 279  */
 280 int reserve_memtype(u64 start, u64 end, unsigned long req_type,
 281                     unsigned long *new_type)
 282 {
 283         struct memtype *new;
 284         unsigned long actual_type;
 285         int is_range_ram;
 286         int err = 0;
 287
 288         BUG_ON(start >= end); /* end is exclusive */
 289
 290         if (!pat_enabled) {
 291                 /* This is identical to page table setting without PAT */
 292                 if (new_type) {
 293                         if (req_type == _PAGE_CACHE_WC)
 294                                 *new_type = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 295                         else
 296                                 *new_type = req_type & _PAGE_CACHE_MASK;
 297                 }
 298                 return 0;
 299         }
 300
 301         /* Low ISA region is always mapped WB in page table. No need to track */
 302         if (x86_platform.is_untracked_pat_range(start, end)) {
 303                 if (new_type)
 304                         *new_type = _PAGE_CACHE_WB;
 305                 return 0;
 306         }
 307
 308         /*
 309          * Call mtrr_lookup to get the type hint. This is an
 310          * optimization for /dev/mem mmap'ers into WB memory (BIOS
 311          * tools and ACPI tools). Use WB request for WB memory and use
 312          * UC_MINUS otherwise.
 313          */
 314         actual_type = pat_x_mtrr_type(start, end, req_type & _PAGE_CACHE_MASK);
 315
 316         if (new_type)
 317                 *new_type = actual_type;
 318
 319         is_range_ram = pat_pagerange_is_ram(start, end);
 320         if (is_range_ram == 1) {
 321
 322                 err = reserve_ram_pages_type(start, end, req_type, new_type);
 323
 324                 return err;
 325         } else if (is_range_ram < 0) {
 326                 return -EINVAL;
 327         }
 328
 329         new  = kzalloc(sizeof(struct memtype), GFP_KERNEL);
 330         if (!new)
 331                 return -ENOMEM;
 332
 333         new->start      = start;
 334         new->end        = end;
 335         new->type       = actual_type;
 336
 337         spin_lock(&memtype_lock);
 338
 339         err = rbt_memtype_check_insert(new, new_type);
 340         if (err) {
 341                 printk(KERN_INFO "reserve_memtype failed 0x%Lx-0x%Lx, "
 342                        "track %s, req %s\n",
 343                        start, end, cattr_name(new->type), cattr_name(req_type));
 344                 kfree(new);
 345                 spin_unlock(&memtype_lock);
 346
 347                 return err;
 348         }
 349
 350         spin_unlock(&memtype_lock);
 351
 352         dprintk("reserve_memtype added 0x%Lx-0x%Lx, track %s, req %s, ret %s\n",
 353                 start, end, cattr_name(new->type), cattr_name(req_type),
 354                 new_type ? cattr_name(*new_type) : "-");
 355
 356         return err;
 357 }
 358
 359 int free_memtype(u64 start, u64 end)
 360 {
 361         int err = -EINVAL;
 362         int is_range_ram;
 363         struct memtype *entry;
 364
 365         if (!pat_enabled)
 366                 return 0;
 367
 368         /* Low ISA region is always mapped WB. No need to track */
 369         if (x86_platform.is_untracked_pat_range(start, end))
 370                 return 0;
 371
 372         is_range_ram = pat_pagerange_is_ram(start, end);
 373         if (is_range_ram == 1) {
 374
 375                 err = free_ram_pages_type(start, end);
 376
 377                 return err;
 378         } else if (is_range_ram < 0) {
 379                 return -EINVAL;
 380         }
 381
 382         spin_lock(&memtype_lock);
 383         entry = rbt_memtype_erase(start, end);
 384         spin_unlock(&memtype_lock);
 385
 386         if (!entry) {
 387                 printk(KERN_INFO "%s:%d freeing invalid memtype %Lx-%Lx\n",
 388                         current->comm, current->pid, start, end);
 389                 return -EINVAL;
 390         }
 391
 392         kfree(entry);
 393
 394         dprintk("free_memtype request 0x%Lx-0x%Lx\n", start, end);
 395
 396         return 0;
 397 }
 398
 399
 400 #ifndef CONFIG_XEN
 401 /**
 402  * lookup_memtype - Looksup the memory type for a physical address
 403  * @paddr: physical address of which memory type needs to be looked up
 404  *
 405  * Only to be called when PAT is enabled
 406  *
 407  * Returns _PAGE_CACHE_WB, _PAGE_CACHE_WC, _PAGE_CACHE_UC_MINUS or
 408  * _PAGE_CACHE_UC
 409  */
 410 static unsigned long lookup_memtype(u64 paddr)
 411 {
 412         int rettype = _PAGE_CACHE_WB;
 413         struct memtype *entry;
 414
 415         if (x86_platform.is_untracked_pat_range(paddr, paddr + PAGE_SIZE))
 416                 return rettype;
 417
 418         if (pat_pagerange_is_ram(paddr, paddr + PAGE_SIZE)) {
 419                 struct page *page;
 420                 page = pfn_to_page(paddr >> PAGE_SHIFT);
 421                 rettype = get_page_memtype(page);
 422                 /*
 423                  * -1 from get_page_memtype() implies RAM page is in its
 424                  * default state and not reserved, and hence of type WB
 425                  */
 426                 if (rettype == -1)
 427                         rettype = _PAGE_CACHE_WB;
 428
 429                 return rettype;
 430         }
 431
 432         spin_lock(&memtype_lock);
 433
 434         entry = rbt_memtype_lookup(paddr);
 435         if (entry != NULL)
 436                 rettype = entry->type;
 437         else
 438                 rettype = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 439
 440         spin_unlock(&memtype_lock);
 441         return rettype;
 442 }
 443 #endif
 444
 445 /**
 446  * io_reserve_memtype - Request a memory type mapping for a region of memory
 447  * @start: start (physical address) of the region
 448  * @end: end (physical address) of the region
 449  * @type: A pointer to memtype, with requested type. On success, requested
 450  * or any other compatible type that was available for the region is returned
 451  *
 452  * On success, returns 0
 453  * On failure, returns non-zero
 454  */
 455 int io_reserve_memtype(resource_size_t start, resource_size_t end,
 456                         unsigned long *type)
 457 {
 458         resource_size_t size = end - start;
 459         unsigned long req_type = *type;
 460         unsigned long new_type;
 461         int ret;
 462
 463         WARN_ON_ONCE(iomem_map_sanity_check(start, size));
 464
 465         ret = reserve_memtype(start, end, req_type, &new_type);
 466         if (ret)
 467                 goto out_err;
 468
 469         if (!is_new_memtype_allowed(start, size, req_type, new_type))
 470                 goto out_free;
 471
 472         if (kernel_map_sync_memtype(start, size, new_type) < 0)
 473                 goto out_free;
 474
 475         *type = new_type;
 476         return 0;
 477
 478 out_free:
 479         free_memtype(start, end);
 480         ret = -EBUSY;
 481 out_err:
 482         return ret;
 483 }
 484
 485 /**
 486  * io_free_memtype - Release a memory type mapping for a region of memory
 487  * @start: start (physical address) of the region
 488  * @end: end (physical address) of the region
 489  */
 490 void io_free_memtype(resource_size_t start, resource_size_t end)
 491 {
 492         free_memtype(start, end);
 493 }
 494
 495 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long mfn,
 496                                 unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
 497 {
 498         return vma_prot;
 499 }
 500
 501 #ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
 502 /* This check is done in drivers/char/mem.c in case of STRICT_DEVMEM*/
 503 static inline int range_is_allowed(unsigned long mfn, unsigned long size)
 504 {
 505         return 1;
 506 }
 507 #else
 508 /* This check is needed to avoid cache aliasing when PAT is enabled */
 509 static inline int range_is_allowed(unsigned long mfn, unsigned long size)
 510 {
 511         u64 from = ((u64)mfn) << PAGE_SHIFT;
 512         u64 to = from + size;
 513         u64 cursor = from;
 514
 515         if (!pat_enabled)
 516                 return 1;
 517
 518         while (cursor < to) {
 519                 if (!devmem_is_allowed(mfn)) {
 520                         printk(KERN_INFO
 521                 "Program %s tried to access /dev/mem between %Lx->%Lx.\n",
 522                                 current->comm, from, to);
 523                         return 0;
 524                 }
 525                 cursor += PAGE_SIZE;
 526                 mfn++;
 527         }
 528         return 1;
 529 }
 530 #endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */
 531
 532 int phys_mem_access_prot_allowed(struct file *file, unsigned long mfn,
 533                                 unsigned long size, pgprot_t *vma_prot)
 534 {
 535         unsigned long flags = _PAGE_CACHE_WB;
 536
 537         if (!range_is_allowed(mfn, size))
 538                 return 0;
 539
 540         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 541                 flags = _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 542
 543 #ifndef CONFIG_X86_32
 544 #ifndef CONFIG_XEN /* Xen sets correct MTRR type on non-RAM for us. */
 545         /*
 546          * On the PPro and successors, the MTRRs are used to set
 547          * memory types for physical addresses outside main memory,
 548          * so blindly setting UC or PWT on those pages is wrong.
 549          * For Pentiums and earlier, the surround logic should disable
 550          * caching for the high addresses through the KEN pin, but
 551          * we maintain the tradition of paranoia in this code.
 552          */
 553         if (!pat_enabled &&
 554             !(boot_cpu_has(X86_FEATURE_MTRR) ||
 555               boot_cpu_has(X86_FEATURE_K6_MTRR) ||
 556               boot_cpu_has(X86_FEATURE_CYRIX_ARR) ||
 557               boot_cpu_has(X86_FEATURE_CENTAUR_MCR)) &&
 558             (pfn << PAGE_SHIFT) >= __pa(high_memory)) {
 559                 flags = _PAGE_CACHE_UC;
 560         }
 561 #endif
 562 #endif
 563
 564         *vma_prot = __pgprot((pgprot_val(*vma_prot) & ~_PAGE_CACHE_MASK) |
 565                              flags);
 566         return 1;
 567 }
 568
 569 /*
 570  * Change the memory type for the physial address range in kernel identity
 571  * mapping space if that range is a part of identity map.
 572  */
 573 int kernel_map_sync_memtype(u64 ma, unsigned long size, unsigned long flags)
 574 {
 575         return ioremap_check_change_attr(ma >> PAGE_SHIFT, size, flags);
 576 }
 577
 578 #ifndef CONFIG_XEN
 579 /*
 580  * Internal interface to reserve a range of physical memory with prot.
 581  * Reserved non RAM regions only and after successful reserve_memtype,
 582  * this func also keeps identity mapping (if any) in sync with this new prot.
 583  */
 584 static int reserve_pfn_range(u64 paddr, unsigned long size, pgprot_t *vma_prot,
 585                                 int strict_prot)
 586 {
 587         int is_ram = 0;
 588         int ret;
 589         unsigned long want_flags = (pgprot_val(*vma_prot) & _PAGE_CACHE_MASK);
 590         unsigned long flags = want_flags;
 591
 592         is_ram = pat_pagerange_is_ram(paddr, paddr + size);
 593
 594         /*
 595          * reserve_pfn_range() for RAM pages. We do not refcount to keep
 596          * track of number of mappings of RAM pages. We can assert that
 597          * the type requested matches the type of first page in the range.
 598          */
 599         if (is_ram) {
 600                 if (!pat_enabled)
 601                         return 0;
 602
 603                 flags = lookup_memtype(paddr);
 604                 if (want_flags != flags) {
 605                         printk(KERN_WARNING
 606                         "%s:%d map pfn RAM range req %s for %Lx-%Lx, got %s\n",
 607                                 current->comm, current->pid,
 608                                 cattr_name(want_flags),
 609                                 (unsigned long long)paddr,
 610                                 (unsigned long long)(paddr + size),
 611                                 cattr_name(flags));
 612                         *vma_prot = __pgprot((pgprot_val(*vma_prot) &
 613                                               (~_PAGE_CACHE_MASK)) |
 614                                              flags);
 615                 }
 616                 return 0;
 617         }
 618
 619         ret = reserve_memtype(paddr, paddr + size, want_flags, &flags);
 620         if (ret)
 621                 return ret;
 622
 623         if (flags != want_flags) {
 624                 if (strict_prot ||
 625                     !is_new_memtype_allowed(paddr, size, want_flags, flags)) {
 626                         free_memtype(paddr, paddr + size);
 627                         printk(KERN_ERR "%s:%d map pfn expected mapping type %s"
 628                                 " for %Lx-%Lx, got %s\n",
 629                                 current->comm, current->pid,
 630                                 cattr_name(want_flags),
 631                                 (unsigned long long)paddr,
 632                                 (unsigned long long)(paddr + size),
 633                                 cattr_name(flags));
 634                         return -EINVAL;
 635                 }
 636                 /*
 637                  * We allow returning different type than the one requested in
 638                  * non strict case.
 639                  */
 640                 *vma_prot = __pgprot((pgprot_val(*vma_prot) &
 641                                       (~_PAGE_CACHE_MASK)) |
 642                                      flags);
 643         }
 644
 645         if (kernel_map_sync_memtype(paddr, size, flags) < 0) {
 646                 free_memtype(paddr, paddr + size);
 647                 return -EINVAL;
 648         }
 649         return 0;
 650 }
 651
 652 /*
 653  * Internal interface to free a range of physical memory.
 654  * Frees non RAM regions only.
 655  */
 656 static void free_pfn_range(u64 paddr, unsigned long size)
 657 {
 658         int is_ram;
 659
 660         is_ram = pat_pagerange_is_ram(paddr, paddr + size);
 661         if (is_ram == 0)
 662                 free_memtype(paddr, paddr + size);
 663 }
 664
 665 /*
 666  * track_pfn_vma_copy is called when vma that is covering the pfnmap gets
 667  * copied through copy_page_range().
 668  *
 669  * If the vma has a linear pfn mapping for the entire range, we get the prot
 670  * from pte and reserve the entire vma range with single reserve_pfn_range call.
 671  */
 672 int track_pfn_vma_copy(struct vm_area_struct *vma)
 673 {
 674         resource_size_t paddr;
 675         unsigned long prot;
 676         unsigned long vma_size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 677         pgprot_t pgprot;
 678
 679         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
 680                 /*
 681                  * reserve the whole chunk covered by vma. We need the
 682                  * starting address and protection from pte.
 683                  */
 684                 if (follow_phys(vma, vma->vm_start, 0, &prot, &paddr)) {
 685                         WARN_ON_ONCE(1);
 686                         return -EINVAL;
 687                 }
 688                 pgprot = __pgprot(prot);
 689                 return reserve_pfn_range(paddr, vma_size, &pgprot, 1);
 690         }
 691
 692         return 0;
 693 }
 694
 695 /*
 696  * track_pfn_vma_new is called when a _new_ pfn mapping is being established
 697  * for physical range indicated by pfn and size.
 698  *
 699  * prot is passed in as a parameter for the new mapping. If the vma has a
 700  * linear pfn mapping for the entire range reserve the entire vma range with
 701  * single reserve_pfn_range call.
 702  */
 703 int track_pfn_vma_new(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t *prot,
 704                         unsigned long pfn, unsigned long size)
 705 {
 706         unsigned long flags;
 707         resource_size_t paddr;
 708         unsigned long vma_size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 709
 710         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
 711                 /* reserve the whole chunk starting from vm_pgoff */
 712                 paddr = (resource_size_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
 713                 return reserve_pfn_range(paddr, vma_size, prot, 0);
 714         }
 715
 716         if (!pat_enabled)
 717                 return 0;
 718
 719         /* for vm_insert_pfn and friends, we set prot based on lookup */
 720         flags = lookup_memtype(pfn << PAGE_SHIFT);
 721         *prot = __pgprot((pgprot_val(vma->vm_page_prot) & (~_PAGE_CACHE_MASK)) |
 722                          flags);
 723
 724         return 0;
 725 }
 726
 727 /*
 728  * untrack_pfn_vma is called while unmapping a pfnmap for a region.
 729  * untrack can be called for a specific region indicated by pfn and size or
 730  * can be for the entire vma (in which case size can be zero).
 731  */
 732 void untrack_pfn_vma(struct vm_area_struct *vma, unsigned long pfn,
 733                         unsigned long size)
 734 {
 735         resource_size_t paddr;
 736         unsigned long vma_size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 737
 738         if (is_linear_pfn_mapping(vma)) {
 739                 /* free the whole chunk starting from vm_pgoff */
 740                 paddr = (resource_size_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
 741                 free_pfn_range(paddr, vma_size);
 742                 return;
 743         }
 744 }
 745 #endif /* CONFIG_XEN */
 746
 747 pgprot_t pgprot_writecombine(pgprot_t prot)
 748 {
 749         if (pat_enabled)
 750                 return __pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_CACHE_WC);
 751         else
 752                 return pgprot_noncached(prot);
 753 }
 754 EXPORT_SYMBOL_GPL(pgprot_writecombine);
 755
 756 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_X86_PAT)
 757
 758 static struct memtype *memtype_get_idx(loff_t pos)
 759 {
 760         struct memtype *print_entry;
 761         int ret;
 762
 763         print_entry  = kzalloc(sizeof(struct memtype), GFP_KERNEL);
 764         if (!print_entry)
 765                 return NULL;
 766
 767         spin_lock(&memtype_lock);
 768         ret = rbt_memtype_copy_nth_element(print_entry, pos);
 769         spin_unlock(&memtype_lock);
 770
 771         if (!ret) {
 772                 return print_entry;
 773         } else {
 774                 kfree(print_entry);
 775                 return NULL;
 776         }
 777 }
 778
 779 static void *memtype_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
 780 {
 781         if (*pos == 0) {
 782                 ++*pos;
 783                 seq_printf(seq, "PAT memtype list:\n");
 784         }
 785
 786         return memtype_get_idx(*pos);
 787 }
 788
 789 static void *memtype_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
 790 {
 791         ++*pos;
 792         return memtype_get_idx(*pos);
 793 }
 794
 795 static void memtype_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
 796 {
 797 }
 798
 799 static int memtype_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
 800 {
 801         struct memtype *print_entry = (struct memtype *)v;
 802
 803         seq_printf(seq, "%s @ 0x%Lx-0x%Lx\n", cattr_name(print_entry->type),
 804                         print_entry->start, print_entry->end);
 805         kfree(print_entry);
 806
 807         return 0;
 808 }
 809
 810 static const struct seq_operations memtype_seq_ops = {
 811         .start = memtype_seq_start,
 812         .next  = memtype_seq_next,
 813         .stop  = memtype_seq_stop,
 814         .show  = memtype_seq_show,
 815 };
 816
 817 static int memtype_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
 818 {
 819         return seq_open(file, &memtype_seq_ops);
 820 }
 821
 822 static const struct file_operations memtype_fops = {
 823         .open    = memtype_seq_open,
 824         .read    = seq_read,
 825         .llseek  = seq_lseek,
 826         .release = seq_release,
 827 };
 828
 829 static int __init pat_memtype_list_init(void)
 830 {
 831         if (pat_enabled) {
 832                 debugfs_create_file("pat_memtype_list", S_IRUSR,
 833                                     arch_debugfs_dir, NULL, &memtype_fops);
 834         }
 835         return 0;
 836 }
 837
 838 late_initcall(pat_memtype_list_init);
 839
 840 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS && CONFIG_X86_PAT */