arch/i386/mm/pgtable.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/i386/mm/pgtable.c
   3  */
   4
   5 #include <linux/config.h>
   6 #include <linux/sched.h>
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/errno.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/smp.h>
  12 #include <linux/highmem.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/pagemap.h>
  15 #include <linux/spinlock.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17
  18 #include <asm/system.h>
  19 #include <asm/pgtable.h>
  20 #include <asm/pgalloc.h>
  21 #include <asm/fixmap.h>
  22 #include <asm/e820.h>
  23 #include <asm/tlb.h>
  24 #include <asm/tlbflush.h>
  25
  26 void show_mem(void)
  27 {
  28         int total = 0, reserved = 0;
  29         int shared = 0, cached = 0;
  30         int highmem = 0;
  31         struct page *page;
  32         pg_data_t *pgdat;
  33         unsigned long i;
  34
  35         printk("Mem-info:\n");
  36         show_free_areas();
  37         printk("Free swap:       %6ldkB\n", nr_swap_pages<<(PAGE_SHIFT-10));
  38         for_each_pgdat(pgdat) {
  39                 for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; ++i) {
  40                         page = pgdat->node_mem_map + i;
  41                         total++;
  42                         if (PageHighMem(page))
  43                                 highmem++;
  44                         if (PageReserved(page))
  45                                 reserved++;
  46                         else if (PageSwapCache(page))
  47                                 cached++;
  48                         else if (page_count(page))
  49                                 shared += page_count(page) - 1;
  50                 }
  51         }
  52         printk("%d pages of RAM\n", total);
  53         printk("%d pages of HIGHMEM\n",highmem);
  54         printk("%d reserved pages\n",reserved);
  55         printk("%d pages shared\n",shared);
  56         printk("%d pages swap cached\n",cached);
  57 }
  58
  59 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_mem);
  60
  61 /*
  62  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
  63  * and protection flags for that frame.
  64  */
  65 static void set_pte_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags)
  66 {
  67         pgd_t *pgd;
  68         pud_t *pud;
  69         pmd_t *pmd;
  70         pte_t *pte;
  71
  72         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
  73         if (pgd_none(*pgd)) {
  74                 BUG();
  75                 return;
  76         }
  77         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
  78         if (pud_none(*pud)) {
  79                 BUG();
  80                 return;
  81         }
  82         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
  83         if (pmd_none(*pmd)) {
  84                 BUG();
  85                 return;
  86         }
  87         pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
  88         /* <pfn,flags> stored as-is, to permit clearing entries */
  89         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, flags));
  90
  91         /*
  92          * It's enough to flush this one mapping.
  93          * (PGE mappings get flushed as well)
  94          */
  95         __flush_tlb_one(vaddr);
  96 }
  97
  98 /*
  99  * Associate a large virtual page frame with a given physical page frame
 100  * and protection flags for that frame. pfn is for the base of the page,
 101  * vaddr is what the page gets mapped to - both must be properly aligned.
 102  * The pmd must already be instantiated. Assumes PAE mode.
 103  */
 104 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags)
 105 {
 106         pgd_t *pgd;
 107         pud_t *pud;
 108         pmd_t *pmd;
 109
 110         if (vaddr & (PMD_SIZE-1)) {             /* vaddr is misaligned */
 111                 printk ("set_pmd_pfn: vaddr misaligned\n");
 112                 return; /* BUG(); */
 113         }
 114         if (pfn & (PTRS_PER_PTE-1)) {           /* pfn is misaligned */
 115                 printk ("set_pmd_pfn: pfn misaligned\n");
 116                 return; /* BUG(); */
 117         }
 118         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
 119         if (pgd_none(*pgd)) {
 120                 printk ("set_pmd_pfn: pgd_none\n");
 121                 return; /* BUG(); */
 122         }
 123         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
 124         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
 125         set_pmd(pmd, pfn_pmd(pfn, flags));
 126         /*
 127          * It's enough to flush this one mapping.
 128          * (PGE mappings get flushed as well)
 129          */
 130         __flush_tlb_one(vaddr);
 131 }
 132
 133 void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t flags)
 134 {
 135         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 136
 137         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 138                 BUG();
 139                 return;
 140         }
 141         set_pte_pfn(address, phys >> PAGE_SHIFT, flags);
 142 }
 143
 144 pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
 145 {
 146         return (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
 147 }
 148
 149 struct page *pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
 150 {
 151         struct page *pte;
 152
 153 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 154         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_HIGHMEM|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
 155 #else
 156         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
 157 #endif
 158         return pte;
 159 }
 160
 161 void pmd_ctor(void *pmd, kmem_cache_t *cache, unsigned long flags)
 162 {
 163         memset(pmd, 0, PTRS_PER_PMD*sizeof(pmd_t));
 164 }
 165
 166 /*
 167  * List of all pgd's needed for non-PAE so it can invalidate entries
 168  * in both cached and uncached pgd's; not needed for PAE since the
 169  * kernel pmd is shared. If PAE were not to share the pmd a similar
 170  * tactic would be needed. This is essentially codepath-based locking
 171  * against pageattr.c; it is the unique case in which a valid change
 172  * of kernel pagetables can't be lazily synchronized by vmalloc faults.
 173  * vmalloc faults work because attached pagetables are never freed.
 174  * The locking scheme was chosen on the basis of manfred's
 175  * recommendations and having no core impact whatsoever.
 176  * -- wli
 177  */
 178 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 179 struct page *pgd_list;
 180
 181 static inline void pgd_list_add(pgd_t *pgd)
 182 {
 183         struct page *page = virt_to_page(pgd);
 184         page->index = (unsigned long)pgd_list;
 185         if (pgd_list)
 186                 pgd_list->private = (unsigned long)&page->index;
 187         pgd_list = page;
 188         page->private = (unsigned long)&pgd_list;
 189 }
 190
 191 static inline void pgd_list_del(pgd_t *pgd)
 192 {
 193         struct page *next, **pprev, *page = virt_to_page(pgd);
 194         next = (struct page *)page->index;
 195         pprev = (struct page **)page->private;
 196         *pprev = next;
 197         if (next)
 198                 next->private = (unsigned long)pprev;
 199 }
 200
 201 void pgd_ctor(void *pgd, kmem_cache_t *cache, unsigned long unused)
 202 {
 203         unsigned long flags;
 204
 205         if (PTRS_PER_PMD == 1)
 206                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 207
 208         memcpy((pgd_t *)pgd + USER_PTRS_PER_PGD,
 209                         swapper_pg_dir + USER_PTRS_PER_PGD,
 210                         (PTRS_PER_PGD - USER_PTRS_PER_PGD) * sizeof(pgd_t));
 211
 212         if (PTRS_PER_PMD > 1)
 213                 return;
 214
 215         pgd_list_add(pgd);
 216         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 217         memset(pgd, 0, USER_PTRS_PER_PGD*sizeof(pgd_t));
 218 }
 219
 220 /* never called when PTRS_PER_PMD > 1 */
 221 void pgd_dtor(void *pgd, kmem_cache_t *cache, unsigned long unused)
 222 {
 223         unsigned long flags; /* can be called from interrupt context */
 224
 225         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 226         pgd_list_del(pgd);
 227         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 228 }
 229
 230 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
 231 {
 232         int i;
 233         pgd_t *pgd = kmem_cache_alloc(pgd_cache, GFP_KERNEL);
 234
 235         if (PTRS_PER_PMD == 1 || !pgd)
 236                 return pgd;
 237
 238         for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; ++i) {
 239                 pmd_t *pmd = kmem_cache_alloc(pmd_cache, GFP_KERNEL);
 240                 if (!pmd)
 241                         goto out_oom;
 242                 set_pgd(&pgd[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
 243         }
 244         return pgd;
 245
 246 out_oom:
 247         for (i--; i >= 0; i--)
 248                 kmem_cache_free(pmd_cache, (void *)__va(pgd_val(pgd[i])-1));
 249         kmem_cache_free(pgd_cache, pgd);
 250         return NULL;
 251 }
 252
 253 void pgd_free(pgd_t *pgd)
 254 {
 255         int i;
 256
 257         /* in the PAE case user pgd entries are overwritten before usage */
 258         if (PTRS_PER_PMD > 1)
 259                 for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; ++i)
 260                         kmem_cache_free(pmd_cache, (void *)__va(pgd_val(pgd[i])-1));
 261         /* in the non-PAE case, free_pgtables() clears user pgd entries */
 262         kmem_cache_free(pgd_cache, pgd);
 263 }