[PATCH] zoned vm counters: conversion of nr_slab to per zone counter
[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         struct page_state ps;
34         unsigned long flags;
35
36         printk(KERN_INFO "Mem-info:\n");
37         show_free_areas();
38         printk(KERN_INFO "Free swap:       %6ldkB\n", nr_swap_pages<<(PAGE_SHIFT-10));
39         for_each_online_pgdat(pgdat) {
40                 pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
41                 for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; ++i) {
42                         page = pgdat_page_nr(pgdat, i);
43                         total++;
44                         if (PageHighMem(page))
45                                 highmem++;
46                         if (PageReserved(page))
47                                 reserved++;
48                         else if (PageSwapCache(page))
49                                 cached++;
50                         else if (page_count(page))
51                                 shared += page_count(page) - 1;
52                 }
53                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
54         }
55         printk(KERN_INFO "%d pages of RAM\n", total);
56         printk(KERN_INFO "%d pages of HIGHMEM\n", highmem);
57         printk(KERN_INFO "%d reserved pages\n", reserved);
58         printk(KERN_INFO "%d pages shared\n", shared);
59         printk(KERN_INFO "%d pages swap cached\n", cached);
60
61         get_page_state(&ps);
62         printk(KERN_INFO "%lu pages dirty\n", ps.nr_dirty);
63         printk(KERN_INFO "%lu pages writeback\n", ps.nr_writeback);
64         printk(KERN_INFO "%lu pages mapped\n", global_page_state(NR_FILE_MAPPED));
65         printk(KERN_INFO "%lu pages slab\n", global_page_state(NR_SLAB));
66         printk(KERN_INFO "%lu pages pagetables\n", ps.nr_page_table_pages);
67 }
68
69 /*
70  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame 
71  * and protection flags for that frame.
72  */ 
73 static void set_pte_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags)
74 {
75         pgd_t *pgd;
76         pud_t *pud;
77         pmd_t *pmd;
78         pte_t *pte;
79
80         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
81         if (pgd_none(*pgd)) {
82                 BUG();
83                 return;
84         }
85         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
86         if (pud_none(*pud)) {
87                 BUG();
88                 return;
89         }
90         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
91         if (pmd_none(*pmd)) {
92                 BUG();
93                 return;
94         }
95         pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
96         /* <pfn,flags> stored as-is, to permit clearing entries */
97         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, flags));
98
99         /*
100          * It's enough to flush this one mapping.
101          * (PGE mappings get flushed as well)
102          */
103         __flush_tlb_one(vaddr);
104 }
105
106 /*
107  * Associate a large virtual page frame with a given physical page frame 
108  * and protection flags for that frame. pfn is for the base of the page,
109  * vaddr is what the page gets mapped to - both must be properly aligned. 
110  * The pmd must already be instantiated. Assumes PAE mode.
111  */ 
112 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags)
113 {
114         pgd_t *pgd;
115         pud_t *pud;
116         pmd_t *pmd;
117
118         if (vaddr & (PMD_SIZE-1)) {             /* vaddr is misaligned */
119                 printk(KERN_WARNING "set_pmd_pfn: vaddr misaligned\n");
120                 return; /* BUG(); */
121         }
122         if (pfn & (PTRS_PER_PTE-1)) {           /* pfn is misaligned */
123                 printk(KERN_WARNING "set_pmd_pfn: pfn misaligned\n");
124                 return; /* BUG(); */
125         }
126         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
127         if (pgd_none(*pgd)) {
128                 printk(KERN_WARNING "set_pmd_pfn: pgd_none\n");
129                 return; /* BUG(); */
130         }
131         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
132         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
133         set_pmd(pmd, pfn_pmd(pfn, flags));
134         /*
135          * It's enough to flush this one mapping.
136          * (PGE mappings get flushed as well)
137          */
138         __flush_tlb_one(vaddr);
139 }
140
141 void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t flags)
142 {
143         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
144
145         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
146                 BUG();
147                 return;
148         }
149         set_pte_pfn(address, phys >> PAGE_SHIFT, flags);
150 }
151
152 pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
153 {
154         return (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
155 }
156
157 struct page *pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
158 {
159         struct page *pte;
160
161 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
162         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_HIGHMEM|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
163 #else
164         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
165 #endif
166         return pte;
167 }
168
169 void pmd_ctor(void *pmd, kmem_cache_t *cache, unsigned long flags)
170 {
171         memset(pmd, 0, PTRS_PER_PMD*sizeof(pmd_t));
172 }
173
174 /*
175  * List of all pgd's needed for non-PAE so it can invalidate entries
176  * in both cached and uncached pgd's; not needed for PAE since the
177  * kernel pmd is shared. If PAE were not to share the pmd a similar
178  * tactic would be needed. This is essentially codepath-based locking
179  * against pageattr.c; it is the unique case in which a valid change
180  * of kernel pagetables can't be lazily synchronized by vmalloc faults.
181  * vmalloc faults work because attached pagetables are never freed.
182  * The locking scheme was chosen on the basis of manfred's
183  * recommendations and having no core impact whatsoever.
184  * -- wli
185  */
186 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
187 struct page *pgd_list;
188
189 static inline void pgd_list_add(pgd_t *pgd)
190 {
191         struct page *page = virt_to_page(pgd);
192         page->index = (unsigned long)pgd_list;
193         if (pgd_list)
194                 set_page_private(pgd_list, (unsigned long)&page->index);
195         pgd_list = page;
196         set_page_private(page, (unsigned long)&pgd_list);
197 }
198
199 static inline void pgd_list_del(pgd_t *pgd)
200 {
201         struct page *next, **pprev, *page = virt_to_page(pgd);
202         next = (struct page *)page->index;
203         pprev = (struct page **)page_private(page);
204         *pprev = next;
205         if (next)
206                 set_page_private(next, (unsigned long)pprev);
207 }
208
209 void pgd_ctor(void *pgd, kmem_cache_t *cache, unsigned long unused)
210 {
211         unsigned long flags;
212
213         if (PTRS_PER_PMD == 1) {
214                 memset(pgd, 0, USER_PTRS_PER_PGD*sizeof(pgd_t));
215                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
216         }
217
218         clone_pgd_range((pgd_t *)pgd + USER_PTRS_PER_PGD,
219                         swapper_pg_dir + USER_PTRS_PER_PGD,
220                         KERNEL_PGD_PTRS);
221         if (PTRS_PER_PMD > 1)
222                 return;
223
224         pgd_list_add(pgd);
225         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
226 }
227
228 /* never called when PTRS_PER_PMD > 1 */
229 void pgd_dtor(void *pgd, kmem_cache_t *cache, unsigned long unused)
230 {
231         unsigned long flags; /* can be called from interrupt context */
232
233         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
234         pgd_list_del(pgd);
235         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
236 }
237
238 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
239 {
240         int i;
241         pgd_t *pgd = kmem_cache_alloc(pgd_cache, GFP_KERNEL);
242
243         if (PTRS_PER_PMD == 1 || !pgd)
244                 return pgd;
245
246         for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; ++i) {
247                 pmd_t *pmd = kmem_cache_alloc(pmd_cache, GFP_KERNEL);
248                 if (!pmd)
249                         goto out_oom;
250                 set_pgd(&pgd[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
251         }
252         return pgd;
253
254 out_oom:
255         for (i--; i >= 0; i--)
256                 kmem_cache_free(pmd_cache, (void *)__va(pgd_val(pgd[i])-1));
257         kmem_cache_free(pgd_cache, pgd);
258         return NULL;
259 }
260
261 void pgd_free(pgd_t *pgd)
262 {
263         int i;
264
265         /* in the PAE case user pgd entries are overwritten before usage */
266         if (PTRS_PER_PMD > 1)
267                 for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; ++i)
268                         kmem_cache_free(pmd_cache, (void *)__va(pgd_val(pgd[i])-1));
269         /* in the non-PAE case, free_pgtables() clears user pgd entries */
270         kmem_cache_free(pgd_cache, pgd);
271 }