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