Quelle  pageattr.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright IBM Corp. 2011
 * Author(s): Jan Glauber <jang@linux.vnet.ibm.com>
 */
#include <linux/cpufeature.h>
#include <linux/hugetlb.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/mm.h>
#include <asm/cacheflush.h>
#include <asm/facility.h>
#include <asm/pgalloc.h>
#include <asm/kfence.h>
#include <asm/page.h>
#include <asm/asm.h>
#include <asm/set_memory.h>

static inline unsigned long sske_frame(unsigned long addr, unsigned char skey)
{
 asm volatile(".insn rrf,0xb22b0000,%[skey],%[addr],1,0"
       : [addr] "+a" (addr) : [skey] "d" (skey));
 return addr;
}

void __storage_key_init_range(unsigned long start, unsigned long end)
{
 unsigned long boundary, size;

 while (start < end) {
  if (cpu_has_edat1()) {
   /* set storage keys for a 1MB frame */
   size = 1UL << 20;
   boundary = (start + size) & ~(size - 1);
   if (boundary <= end) {
    do {
     start = sske_frame(start, PAGE_DEFAULT_KEY);
    } while (start < boundary);
    continue;
   }
  }
  page_set_storage_key(start, PAGE_DEFAULT_KEY, 1);
  start += PAGE_SIZE;
 }
}

#ifdef CONFIG_PROC_FS
atomic_long_t __bootdata_preserved(direct_pages_count[PG_DIRECT_MAP_MAX]);

void arch_report_meminfo(struct seq_file *m)
{
 seq_printf(m, "DirectMap4k: %8lu kB\n",
     atomic_long_read(&direct_pages_count[PG_DIRECT_MAP_4K]) << 2);
 seq_printf(m, "DirectMap1M: %8lu kB\n",
     atomic_long_read(&direct_pages_count[PG_DIRECT_MAP_1M]) << 10);
 seq_printf(m, "DirectMap2G: %8lu kB\n",
     atomic_long_read(&direct_pages_count[PG_DIRECT_MAP_2G]) << 21);
}
#endif /* CONFIG_PROC_FS */

static void pgt_set(unsigned long *old, unsigned long new, unsigned long addr,
      unsigned long dtt)
{
 unsigned long *table, mask;

 mask = 0;
 if (cpu_has_edat2()) {
  switch (dtt) {
  case CRDTE_DTT_REGION3:
   mask = ~(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t) - 1);
   break;
  case CRDTE_DTT_SEGMENT:
   mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
   break;
  case CRDTE_DTT_PAGE:
   mask = ~(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t) - 1);
   break;
  }
  table = (unsigned long *)((unsigned long)old & mask);
  crdte(*old, new, table, dtt, addr, get_lowcore()->kernel_asce.val);
 } else if (cpu_has_idte()) {
  cspg(old, *old, new);
 } else {
  csp((unsigned int *)old + 1, *old, new);
 }
}

static int walk_pte_level(pmd_t *pmdp, unsigned long addr, unsigned long end,
     unsigned long flags)
{
 pte_t *ptep, new;

 if (flags == SET_MEMORY_4K)
  return 0;
 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
 do {
  new = *ptep;
  if (pte_none(new))
   return -EINVAL;
  if (flags & SET_MEMORY_RO)
   new = pte_wrprotect(new);
  else if (flags & SET_MEMORY_RW)
   new = pte_mkwrite_novma(pte_mkdirty(new));
  if (flags & SET_MEMORY_NX)
   new = set_pte_bit(new, __pgprot(_PAGE_NOEXEC));
  else if (flags & SET_MEMORY_X)
   new = clear_pte_bit(new, __pgprot(_PAGE_NOEXEC));
  if (flags & SET_MEMORY_INV) {
   new = set_pte_bit(new, __pgprot(_PAGE_INVALID));
  } else if (flags & SET_MEMORY_DEF) {
   new = __pte(pte_val(new) & PAGE_MASK);
   new = set_pte_bit(new, PAGE_KERNEL);
  }
  pgt_set((unsigned long *)ptep, pte_val(new), addr, CRDTE_DTT_PAGE);
  ptep++;
  addr += PAGE_SIZE;
  cond_resched();
 } while (addr < end);
 return 0;
}

static int split_pmd_page(pmd_t *pmdp, unsigned long addr)
{
 unsigned long pte_addr, prot;
 pte_t *pt_dir, *ptep;
 pmd_t new;
 int i, ro, nx;

 pt_dir = vmem_pte_alloc();
 if (!pt_dir)
  return -ENOMEM;
 pte_addr = pmd_pfn(*pmdp) << PAGE_SHIFT;
 ro = !!(pmd_val(*pmdp) & _SEGMENT_ENTRY_PROTECT);
 nx = !!(pmd_val(*pmdp) & _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC);
 prot = pgprot_val(ro ? PAGE_KERNEL_RO : PAGE_KERNEL);
 if (!nx)
  prot &= ~_PAGE_NOEXEC;
 ptep = pt_dir;
 for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
  set_pte(ptep, __pte(pte_addr | prot));
  pte_addr += PAGE_SIZE;
  ptep++;
 }
 new = __pmd(__pa(pt_dir) | _SEGMENT_ENTRY);
 pgt_set((unsigned long *)pmdp, pmd_val(new), addr, CRDTE_DTT_SEGMENT);
 update_page_count(PG_DIRECT_MAP_4K, PTRS_PER_PTE);
 update_page_count(PG_DIRECT_MAP_1M, -1);
 return 0;
}

static void modify_pmd_page(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
       unsigned long flags)
{
 pmd_t new = *pmdp;

 if (flags & SET_MEMORY_RO)
  new = pmd_wrprotect(new);
 else if (flags & SET_MEMORY_RW)
  new = pmd_mkwrite_novma(pmd_mkdirty(new));
 if (flags & SET_MEMORY_NX)
  new = set_pmd_bit(new, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_NOEXEC));
 else if (flags & SET_MEMORY_X)
  new = clear_pmd_bit(new, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_NOEXEC));
 if (flags & SET_MEMORY_INV) {
  new = set_pmd_bit(new, __pgprot(_SEGMENT_ENTRY_INVALID));
 } else if (flags & SET_MEMORY_DEF) {
  new = __pmd(pmd_val(new) & PMD_MASK);
  new = set_pmd_bit(new, SEGMENT_KERNEL);
 }
 pgt_set((unsigned long *)pmdp, pmd_val(new), addr, CRDTE_DTT_SEGMENT);
}

static int walk_pmd_level(pud_t *pudp, unsigned long addr, unsigned long end,
     unsigned long flags)
{
 unsigned long next;
 int need_split;
 pmd_t *pmdp;
 int rc = 0;

 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
 do {
  if (pmd_none(*pmdp))
   return -EINVAL;
  next = pmd_addr_end(addr, end);
  if (pmd_leaf(*pmdp)) {
   need_split  = !!(flags & SET_MEMORY_4K);
   need_split |= !!(addr & ~PMD_MASK);
   need_split |= !!(addr + PMD_SIZE > next);
   if (need_split) {
    rc = split_pmd_page(pmdp, addr);
    if (rc)
     return rc;
    continue;
   }
   modify_pmd_page(pmdp, addr, flags);
  } else {
   rc = walk_pte_level(pmdp, addr, next, flags);
   if (rc)
    return rc;
  }
  pmdp++;
  addr = next;
  cond_resched();
 } while (addr < end);
 return rc;
}

static int split_pud_page(pud_t *pudp, unsigned long addr)
{
 unsigned long pmd_addr, prot;
 pmd_t *pm_dir, *pmdp;
 pud_t new;
 int i, ro, nx;

 pm_dir = vmem_crst_alloc(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY);
 if (!pm_dir)
  return -ENOMEM;
 pmd_addr = pud_pfn(*pudp) << PAGE_SHIFT;
 ro = !!(pud_val(*pudp) & _REGION_ENTRY_PROTECT);
 nx = !!(pud_val(*pudp) & _REGION_ENTRY_NOEXEC);
 prot = pgprot_val(ro ? SEGMENT_KERNEL_RO : SEGMENT_KERNEL);
 if (!nx)
  prot &= ~_SEGMENT_ENTRY_NOEXEC;
 pmdp = pm_dir;
 for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
  set_pmd(pmdp, __pmd(pmd_addr | prot));
  pmd_addr += PMD_SIZE;
  pmdp++;
 }
 new = __pud(__pa(pm_dir) | _REGION3_ENTRY);
 pgt_set((unsigned long *)pudp, pud_val(new), addr, CRDTE_DTT_REGION3);
 update_page_count(PG_DIRECT_MAP_1M, PTRS_PER_PMD);
 update_page_count(PG_DIRECT_MAP_2G, -1);
 return 0;
}

static void modify_pud_page(pud_t *pudp, unsigned long addr,
       unsigned long flags)
{
 pud_t new = *pudp;

 if (flags & SET_MEMORY_RO)
  new = pud_wrprotect(new);
 else if (flags & SET_MEMORY_RW)
  new = pud_mkwrite(pud_mkdirty(new));
 if (flags & SET_MEMORY_NX)
  new = set_pud_bit(new, __pgprot(_REGION_ENTRY_NOEXEC));
 else if (flags & SET_MEMORY_X)
  new = clear_pud_bit(new, __pgprot(_REGION_ENTRY_NOEXEC));
 if (flags & SET_MEMORY_INV) {
  new = set_pud_bit(new, __pgprot(_REGION_ENTRY_INVALID));
 } else if (flags & SET_MEMORY_DEF) {
  new = __pud(pud_val(new) & PUD_MASK);
  new = set_pud_bit(new, REGION3_KERNEL);
 }
 pgt_set((unsigned long *)pudp, pud_val(new), addr, CRDTE_DTT_REGION3);
}

static int walk_pud_level(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
     unsigned long flags)
{
 unsigned long next;
 int need_split;
 pud_t *pudp;
 int rc = 0;

 pudp = pud_offset(p4d, addr);
 do {
  if (pud_none(*pudp))
   return -EINVAL;
  next = pud_addr_end(addr, end);
  if (pud_leaf(*pudp)) {
   need_split  = !!(flags & SET_MEMORY_4K);
   need_split |= !!(addr & ~PUD_MASK);
   need_split |= !!(addr + PUD_SIZE > next);
   if (need_split) {
    rc = split_pud_page(pudp, addr);
    if (rc)
     break;
    continue;
   }
   modify_pud_page(pudp, addr, flags);
  } else {
   rc = walk_pmd_level(pudp, addr, next, flags);
  }
  pudp++;
  addr = next;
  cond_resched();
 } while (addr < end && !rc);
 return rc;
}

static int walk_p4d_level(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
     unsigned long flags)
{
 unsigned long next;
 p4d_t *p4dp;
 int rc = 0;

 p4dp = p4d_offset(pgd, addr);
 do {
  if (p4d_none(*p4dp))
   return -EINVAL;
  next = p4d_addr_end(addr, end);
  rc = walk_pud_level(p4dp, addr, next, flags);
  p4dp++;
  addr = next;
  cond_resched();
 } while (addr < end && !rc);
 return rc;
}

DEFINE_MUTEX(cpa_mutex);

static int change_page_attr(unsigned long addr, unsigned long end,
       unsigned long flags)
{
 unsigned long next;
 int rc = -EINVAL;
 pgd_t *pgdp;

 pgdp = pgd_offset_k(addr);
 do {
  if (pgd_none(*pgdp))
   break;
  next = pgd_addr_end(addr, end);
  rc = walk_p4d_level(pgdp, addr, next, flags);
  if (rc)
   break;
  cond_resched();
 } while (pgdp++, addr = next, addr < end && !rc);
 return rc;
}

static int change_page_attr_alias(unsigned long addr, unsigned long end,
      unsigned long flags)
{
 unsigned long alias, offset, va_start, va_end;
 struct vm_struct *area;
 int rc = 0;

 /*
 * Changes to read-only permissions on kernel VA mappings are also
 * applied to the kernel direct mapping. Execute permissions are
 * intentionally not transferred to keep all allocated pages within
 * the direct mapping non-executable.
 */
 flags &= SET_MEMORY_RO | SET_MEMORY_RW;
 if (!flags)
  return 0;
 area = NULL;
 while (addr < end) {
  if (!area)
   area = find_vm_area((void *)addr);
  if (!area || !(area->flags & VM_ALLOC))
   return 0;
  va_start = (unsigned long)area->addr;
  va_end = va_start + area->nr_pages * PAGE_SIZE;
  offset = (addr - va_start) >> PAGE_SHIFT;
  alias = (unsigned long)page_address(area->pages[offset]);
  rc = change_page_attr(alias, alias + PAGE_SIZE, flags);
  if (rc)
   break;
  addr += PAGE_SIZE;
  if (addr >= va_end)
   area = NULL;
 }
 return rc;
}

int __set_memory(unsigned long addr, unsigned long numpages, unsigned long flags)
{
 unsigned long end;
 int rc;

 if (!cpu_has_nx())
  flags &= ~(SET_MEMORY_NX | SET_MEMORY_X);
 if (!flags)
  return 0;
 if (!numpages)
  return 0;
 addr &= PAGE_MASK;
 end = addr + numpages * PAGE_SIZE;
 mutex_lock(&cpa_mutex);
 rc = change_page_attr(addr, end, flags);
 if (rc)
  goto out;
 rc = change_page_attr_alias(addr, end, flags);
out:
 mutex_unlock(&cpa_mutex);
 return rc;
}

int set_direct_map_invalid_noflush(struct page *page)
{
 return __set_memory((unsigned long)page_to_virt(page), 1, SET_MEMORY_INV);
}

int set_direct_map_default_noflush(struct page *page)
{
 return __set_memory((unsigned long)page_to_virt(page), 1, SET_MEMORY_DEF);
}

int set_direct_map_valid_noflush(struct page *page, unsigned nr, bool valid)
{
 unsigned long flags;

 if (valid)
  flags = SET_MEMORY_DEF;
 else
  flags = SET_MEMORY_INV;

 return __set_memory((unsigned long)page_to_virt(page), nr, flags);
}

bool kernel_page_present(struct page *page)
{
 unsigned long addr;
 unsigned int cc;

 addr = (unsigned long)page_address(page);
 asm volatile(
  " lra %[addr],0(%[addr])\n"
  CC_IPM(cc)
  : CC_OUT(cc, cc), [addr] "+a" (addr)
  :
  : CC_CLOBBER);
 return CC_TRANSFORM(cc) == 0;
}

#if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_KFENCE)

static void ipte_range(pte_t *pte, unsigned long address, int nr)
{
 int i;

 if (test_facility(13)) {
  __ptep_ipte_range(address, nr - 1, pte, IPTE_GLOBAL);
  return;
 }
 for (i = 0; i < nr; i++) {
  __ptep_ipte(address, pte, 0, 0, IPTE_GLOBAL);
  address += PAGE_SIZE;
  pte++;
 }
}

void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
{
 unsigned long address;
 pte_t *ptep, pte;
 int nr, i, j;

 for (i = 0; i < numpages;) {
  address = (unsigned long)page_to_virt(page + i);
  ptep = virt_to_kpte(address);
  nr = (unsigned long)ptep >> ilog2(sizeof(long));
  nr = PTRS_PER_PTE - (nr & (PTRS_PER_PTE - 1));
  nr = min(numpages - i, nr);
  if (enable) {
   for (j = 0; j < nr; j++) {
    pte = clear_pte_bit(*ptep, __pgprot(_PAGE_INVALID));
    set_pte(ptep, pte);
    address += PAGE_SIZE;
    ptep++;
   }
  } else {
   ipte_range(ptep, address, nr);
  }
  i += nr;
 }
}

#endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */