a5152f174d7b280c03b44b808aaa90a4c4e1aa87
[linux-2.6.git] / arch / i386 / mm / pgtable.c
1 /*
2  *  linux/arch/i386/mm/pgtable.c
3  */
4
5 #include <linux/sched.h>
6 #include <linux/kernel.h>
7 #include <linux/errno.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/swap.h>
10 #include <linux/smp.h>
11 #include <linux/highmem.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/spinlock.h>
15
16 #include <asm/system.h>
17 #include <asm/pgtable.h>
18 #include <asm/pgalloc.h>
19 #include <asm/fixmap.h>
20 #include <asm/e820.h>
21 #include <asm/tlb.h>
22 #include <asm/tlbflush.h>
23
24 void show_mem(void)
25 {
26         int total = 0, reserved = 0;
27         int shared = 0, cached = 0;
28         int highmem = 0;
29         struct page *page;
30         pg_data_t *pgdat;
31         unsigned long i;
32         struct page_state ps;
33         unsigned long flags;
34
35         printk(KERN_INFO "Mem-info:\n");
36         show_free_areas();
37         printk(KERN_INFO "Free swap:       %6ldkB\n", nr_swap_pages<<(PAGE_SHIFT-10));
38         for_each_online_pgdat(pgdat) {
39                 pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
40                 for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; ++i) {
41                         page = pgdat_page_nr(pgdat, i);
42                         total++;
43                         if (PageHighMem(page))
44                                 highmem++;
45                         if (PageReserved(page))
46                                 reserved++;
47                         else if (PageSwapCache(page))
48                                 cached++;
49                         else if (page_count(page))
50                                 shared += page_count(page) - 1;
51                 }
52                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
53         }
54         printk(KERN_INFO "%d pages of RAM\n", total);
55         printk(KERN_INFO "%d pages of HIGHMEM\n", highmem);
56         printk(KERN_INFO "%d reserved pages\n", reserved);
57         printk(KERN_INFO "%d pages shared\n", shared);
58         printk(KERN_INFO "%d pages swap cached\n", cached);
59
60         get_page_state(&ps);
61         printk(KERN_INFO "%lu pages dirty\n", ps.nr_dirty);
62         printk(KERN_INFO "%lu pages writeback\n", ps.nr_writeback);
63         printk(KERN_INFO "%lu pages mapped\n", ps.nr_mapped);
64         printk(KERN_INFO "%lu pages slab\n", ps.nr_slab);
65         printk(KERN_INFO "%lu pages pagetables\n", ps.nr_page_table_pages);
66 }
67
68 /*
69  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame 
70  * and protection flags for that frame.
71  */ 
72 static void set_pte_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags)
73 {
74         pgd_t *pgd;
75         pud_t *pud;
76         pmd_t *pmd;
77         pte_t *pte;
78
79         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
80         if (pgd_none(*pgd)) {
81                 BUG();
82                 return;
83         }
84         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
85         if (pud_none(*pud)) {
86                 BUG();
87                 return;
88         }
89         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
90         if (pmd_none(*pmd)) {
91                 BUG();
92                 return;
93         }
94         pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
95         /* <pfn,flags> stored as-is, to permit clearing entries */
96         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, flags));
97
98         /*
99          * It's enough to flush this one mapping.
100          * (PGE mappings get flushed as well)
101          */
102         __flush_tlb_one(vaddr);
103 }
104
105 /*
106  * Associate a large virtual page frame with a given physical page frame 
107  * and protection flags for that frame. pfn is for the base of the page,
108  * vaddr is what the page gets mapped to - both must be properly aligned. 
109  * The pmd must already be instantiated. Assumes PAE mode.
110  */ 
111 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags)
112 {
113         pgd_t *pgd;
114         pud_t *pud;
115         pmd_t *pmd;
116
117         if (vaddr & (PMD_SIZE-1)) {             /* vaddr is misaligned */
118                 printk(KERN_WARNING "set_pmd_pfn: vaddr misaligned\n");
119                 return; /* BUG(); */
120         }
121         if (pfn & (PTRS_PER_PTE-1)) {           /* pfn is misaligned */
122                 printk(KERN_WARNING "set_pmd_pfn: pfn misaligned\n");
123                 return; /* BUG(); */
124         }
125         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
126         if (pgd_none(*pgd)) {
127                 printk(KERN_WARNING "set_pmd_pfn: pgd_none\n");
128                 return; /* BUG(); */
129         }
130         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
131         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
132         set_pmd(pmd, pfn_pmd(pfn, flags));
133         /*
134          * It's enough to flush this one mapping.
135          * (PGE mappings get flushed as well)
136          */
137         __flush_tlb_one(vaddr);
138 }
139
140 void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t flags)
141 {
142         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
143
144         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
145                 BUG();
146                 return;
147         }
148         set_pte_pfn(address, phys >> PAGE_SHIFT, flags);
149 }
150
151 pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
152 {
153         return (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
154 }
155
156 struct page *pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
157 {
158         struct page *pte;
159
160 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
161         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_HIGHMEM|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
162 #else
163         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
164 #endif
165         return pte;
166 }
167
168 void pmd_ctor(void *pmd, kmem_cache_t *cache, unsigned long flags)
169 {
170         memset(pmd, 0, PTRS_PER_PMD*sizeof(pmd_t));
171 }
172
173 /*
174  * List of all pgd's needed for non-PAE so it can invalidate entries
175  * in both cached and uncached pgd's; not needed for PAE since the
176  * kernel pmd is shared. If PAE were not to share the pmd a similar
177  * tactic would be needed. This is essentially codepath-based locking
178  * against pageattr.c; it is the unique case in which a valid change
179  * of kernel pagetables can't be lazily synchronized by vmalloc faults.
180  * vmalloc faults work because attached pagetables are never freed.
181  * The locking scheme was chosen on the basis of manfred's
182  * recommendations and having no core impact whatsoever.
183  * -- wli
184  */
185 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
186 struct page *pgd_list;
187
188 static inline void pgd_list_add(pgd_t *pgd)
189 {
190         struct page *page = virt_to_page(pgd);
191         page->index = (unsigned long)pgd_list;
192         if (pgd_list)
193                 set_page_private(pgd_list, (unsigned long)&page->index);
194         pgd_list = page;
195         set_page_private(page, (unsigned long)&pgd_list);
196 }
197
198 static inline void pgd_list_del(pgd_t *pgd)
199 {
200         struct page *next, **pprev, *page = virt_to_page(pgd);
201         next = (struct page *)page->index;
202         pprev = (struct page **)page_private(page);
203         *pprev = next;
204         if (next)
205                 set_page_private(next, (unsigned long)pprev);
206 }
207
208 void pgd_ctor(void *pgd, kmem_cache_t *cache, unsigned long unused)
209 {
210         unsigned long flags;
211
212         if (PTRS_PER_PMD == 1) {
213                 memset(pgd, 0, USER_PTRS_PER_PGD*sizeof(pgd_t));
214                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
215         }
216
217         clone_pgd_range((pgd_t *)pgd + USER_PTRS_PER_PGD,
218                         swapper_pg_dir + USER_PTRS_PER_PGD,
219                         KERNEL_PGD_PTRS);
220         if (PTRS_PER_PMD > 1)
221                 return;
222
223         pgd_list_add(pgd);
224         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
225 }
226
227 /* never called when PTRS_PER_PMD > 1 */
228 void pgd_dtor(void *pgd, kmem_cache_t *cache, unsigned long unused)
229 {
230         unsigned long flags; /* can be called from interrupt context */
231
232         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
233         pgd_list_del(pgd);
234         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
235 }
236
237 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
238 {
239         int i;
240         pgd_t *pgd = kmem_cache_alloc(pgd_cache, GFP_KERNEL);
241
242         if (PTRS_PER_PMD == 1 || !pgd)
243                 return pgd;
244
245         for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; ++i) {
246                 pmd_t *pmd = kmem_cache_alloc(pmd_cache, GFP_KERNEL);
247                 if (!pmd)
248                         goto out_oom;
249                 set_pgd(&pgd[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
250         }
251         return pgd;
252
253 out_oom:
254         for (i--; i >= 0; i--)
255                 kmem_cache_free(pmd_cache, (void *)__va(pgd_val(pgd[i])-1));
256         kmem_cache_free(pgd_cache, pgd);
257         return NULL;
258 }
259
260 void pgd_free(pgd_t *pgd)
261 {
262         int i;
263
264         /* in the PAE case user pgd entries are overwritten before usage */
265         if (PTRS_PER_PMD > 1)
266                 for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; ++i)
267                         kmem_cache_free(pmd_cache, (void *)__va(pgd_val(pgd[i])-1));
268         /* in the non-PAE case, free_pgtables() clears user pgd entries */
269         kmem_cache_free(pgd_cache, pgd);
270 }