Linux-2.6.12-rc2
[linux-2.6.git] / 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
17 #include <asm/system.h>
18 #include <asm/pgtable.h>
19 #include <asm/pgalloc.h>
20 #include <asm/fixmap.h>
21 #include <asm/e820.h>
22 #include <asm/tlb.h>
23 #include <asm/tlbflush.h>
24
25 void show_mem(void)
26 {
27         int total = 0, reserved = 0;
28         int shared = 0, cached = 0;
29         int highmem = 0;
30         struct page *page;
31         pg_data_t *pgdat;
32         unsigned long i;
33
34         printk("Mem-info:\n");
35         show_free_areas();
36         printk("Free swap:       %6ldkB\n", nr_swap_pages<<(PAGE_SHIFT-10));
37         for_each_pgdat(pgdat) {
38                 for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; ++i) {
39                         page = pgdat->node_mem_map + i;
40                         total++;
41                         if (PageHighMem(page))
42                                 highmem++;
43                         if (PageReserved(page))
44                                 reserved++;
45                         else if (PageSwapCache(page))
46                                 cached++;
47                         else if (page_count(page))
48                                 shared += page_count(page) - 1;
49                 }
50         }
51         printk("%d pages of RAM\n", total);
52         printk("%d pages of HIGHMEM\n",highmem);
53         printk("%d reserved pages\n",reserved);
54         printk("%d pages shared\n",shared);
55         printk("%d pages swap cached\n",cached);
56 }
57
58 /*
59  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame 
60  * and protection flags for that frame.
61  */ 
62 static void set_pte_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags)
63 {
64         pgd_t *pgd;
65         pud_t *pud;
66         pmd_t *pmd;
67         pte_t *pte;
68
69         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
70         if (pgd_none(*pgd)) {
71                 BUG();
72                 return;
73         }
74         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
75         if (pud_none(*pud)) {
76                 BUG();
77                 return;
78         }
79         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
80         if (pmd_none(*pmd)) {
81                 BUG();
82                 return;
83         }
84         pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
85         /* <pfn,flags> stored as-is, to permit clearing entries */
86         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, flags));
87
88         /*
89          * It's enough to flush this one mapping.
90          * (PGE mappings get flushed as well)
91          */
92         __flush_tlb_one(vaddr);
93 }
94
95 /*
96  * Associate a large virtual page frame with a given physical page frame 
97  * and protection flags for that frame. pfn is for the base of the page,
98  * vaddr is what the page gets mapped to - both must be properly aligned. 
99  * The pmd must already be instantiated. Assumes PAE mode.
100  */ 
101 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags)
102 {
103         pgd_t *pgd;
104         pud_t *pud;
105         pmd_t *pmd;
106
107         if (vaddr & (PMD_SIZE-1)) {             /* vaddr is misaligned */
108                 printk ("set_pmd_pfn: vaddr misaligned\n");
109                 return; /* BUG(); */
110         }
111         if (pfn & (PTRS_PER_PTE-1)) {           /* pfn is misaligned */
112                 printk ("set_pmd_pfn: pfn misaligned\n");
113                 return; /* BUG(); */
114         }
115         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
116         if (pgd_none(*pgd)) {
117                 printk ("set_pmd_pfn: pgd_none\n");
118                 return; /* BUG(); */
119         }
120         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
121         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
122         set_pmd(pmd, pfn_pmd(pfn, flags));
123         /*
124          * It's enough to flush this one mapping.
125          * (PGE mappings get flushed as well)
126          */
127         __flush_tlb_one(vaddr);
128 }
129
130 void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t flags)
131 {
132         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
133
134         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
135                 BUG();
136                 return;
137         }
138         set_pte_pfn(address, phys >> PAGE_SHIFT, flags);
139 }
140
141 pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
142 {
143         return (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
144 }
145
146 struct page *pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
147 {
148         struct page *pte;
149
150 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
151         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_HIGHMEM|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
152 #else
153         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
154 #endif
155         return pte;
156 }
157
158 void pmd_ctor(void *pmd, kmem_cache_t *cache, unsigned long flags)
159 {
160         memset(pmd, 0, PTRS_PER_PMD*sizeof(pmd_t));
161 }
162
163 /*
164  * List of all pgd's needed for non-PAE so it can invalidate entries
165  * in both cached and uncached pgd's; not needed for PAE since the
166  * kernel pmd is shared. If PAE were not to share the pmd a similar
167  * tactic would be needed. This is essentially codepath-based locking
168  * against pageattr.c; it is the unique case in which a valid change
169  * of kernel pagetables can't be lazily synchronized by vmalloc faults.
170  * vmalloc faults work because attached pagetables are never freed.
171  * The locking scheme was chosen on the basis of manfred's
172  * recommendations and having no core impact whatsoever.
173  * -- wli
174  */
175 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
176 struct page *pgd_list;
177
178 static inline void pgd_list_add(pgd_t *pgd)
179 {
180         struct page *page = virt_to_page(pgd);
181         page->index = (unsigned long)pgd_list;
182         if (pgd_list)
183                 pgd_list->private = (unsigned long)&page->index;
184         pgd_list = page;
185         page->private = (unsigned long)&pgd_list;
186 }
187
188 static inline void pgd_list_del(pgd_t *pgd)
189 {
190         struct page *next, **pprev, *page = virt_to_page(pgd);
191         next = (struct page *)page->index;
192         pprev = (struct page **)page->private;
193         *pprev = next;
194         if (next)
195                 next->private = (unsigned long)pprev;
196 }
197
198 void pgd_ctor(void *pgd, kmem_cache_t *cache, unsigned long unused)
199 {
200         unsigned long flags;
201
202         if (PTRS_PER_PMD == 1)
203                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
204
205         memcpy((pgd_t *)pgd + USER_PTRS_PER_PGD,
206                         swapper_pg_dir + USER_PTRS_PER_PGD,
207                         (PTRS_PER_PGD - USER_PTRS_PER_PGD) * sizeof(pgd_t));
208
209         if (PTRS_PER_PMD > 1)
210                 return;
211
212         pgd_list_add(pgd);
213         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
214         memset(pgd, 0, USER_PTRS_PER_PGD*sizeof(pgd_t));
215 }
216
217 /* never called when PTRS_PER_PMD > 1 */
218 void pgd_dtor(void *pgd, kmem_cache_t *cache, unsigned long unused)
219 {
220         unsigned long flags; /* can be called from interrupt context */
221
222         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
223         pgd_list_del(pgd);
224         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
225 }
226
227 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
228 {
229         int i;
230         pgd_t *pgd = kmem_cache_alloc(pgd_cache, GFP_KERNEL);
231
232         if (PTRS_PER_PMD == 1 || !pgd)
233                 return pgd;
234
235         for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; ++i) {
236                 pmd_t *pmd = kmem_cache_alloc(pmd_cache, GFP_KERNEL);
237                 if (!pmd)
238                         goto out_oom;
239                 set_pgd(&pgd[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
240         }
241         return pgd;
242
243 out_oom:
244         for (i--; i >= 0; i--)
245                 kmem_cache_free(pmd_cache, (void *)__va(pgd_val(pgd[i])-1));
246         kmem_cache_free(pgd_cache, pgd);
247         return NULL;
248 }
249
250 void pgd_free(pgd_t *pgd)
251 {
252         int i;
253
254         /* in the PAE case user pgd entries are overwritten before usage */
255         if (PTRS_PER_PMD > 1)
256                 for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; ++i)
257                         kmem_cache_free(pmd_cache, (void *)__va(pgd_val(pgd[i])-1));
258         /* in the non-PAE case, clear_page_range() clears user pgd entries */
259         kmem_cache_free(pgd_cache, pgd);
260 }