x86, paravirt: Remove alloc_pmd_clone hook, only used by VMI
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / pgtable.c
1 #include <linux/mm.h>
2 #include <linux/gfp.h>
3 #include <asm/pgalloc.h>
4 #include <asm/pgtable.h>
5 #include <asm/tlb.h>
6 #include <asm/fixmap.h>
7
8 #define PGALLOC_GFP GFP_KERNEL | __GFP_NOTRACK | __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO
9
10 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
11 #define PGALLOC_USER_GFP __GFP_HIGHMEM
12 #else
13 #define PGALLOC_USER_GFP 0
14 #endif
15
16 gfp_t __userpte_alloc_gfp = PGALLOC_GFP | PGALLOC_USER_GFP;
17
18 pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
19 {
20         return (pte_t *)__get_free_page(PGALLOC_GFP);
21 }
22
23 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
24 {
25         struct page *pte;
26
27         pte = alloc_pages(__userpte_alloc_gfp, 0);
28         if (pte)
29                 pgtable_page_ctor(pte);
30         return pte;
31 }
32
33 static int __init setup_userpte(char *arg)
34 {
35         if (!arg)
36                 return -EINVAL;
37
38         /*
39          * "userpte=nohigh" disables allocation of user pagetables in
40          * high memory.
41          */
42         if (strcmp(arg, "nohigh") == 0)
43                 __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
44         else
45                 return -EINVAL;
46         return 0;
47 }
48 early_param("userpte", setup_userpte);
49
50 void ___pte_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, struct page *pte)
51 {
52         pgtable_page_dtor(pte);
53         paravirt_release_pte(page_to_pfn(pte));
54         tlb_remove_page(tlb, pte);
55 }
56
57 #if PAGETABLE_LEVELS > 2
58 void ___pmd_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, pmd_t *pmd)
59 {
60         paravirt_release_pmd(__pa(pmd) >> PAGE_SHIFT);
61         tlb_remove_page(tlb, virt_to_page(pmd));
62 }
63
64 #if PAGETABLE_LEVELS > 3
65 void ___pud_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, pud_t *pud)
66 {
67         paravirt_release_pud(__pa(pud) >> PAGE_SHIFT);
68         tlb_remove_page(tlb, virt_to_page(pud));
69 }
70 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS > 3 */
71 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS > 2 */
72
73 static inline void pgd_list_add(pgd_t *pgd)
74 {
75         struct page *page = virt_to_page(pgd);
76
77         list_add(&page->lru, &pgd_list);
78 }
79
80 static inline void pgd_list_del(pgd_t *pgd)
81 {
82         struct page *page = virt_to_page(pgd);
83
84         list_del(&page->lru);
85 }
86
87 #define UNSHARED_PTRS_PER_PGD                           \
88         (SHARED_KERNEL_PMD ? KERNEL_PGD_BOUNDARY : PTRS_PER_PGD)
89
90 static void pgd_ctor(pgd_t *pgd)
91 {
92         /* If the pgd points to a shared pagetable level (either the
93            ptes in non-PAE, or shared PMD in PAE), then just copy the
94            references from swapper_pg_dir. */
95         if (PAGETABLE_LEVELS == 2 ||
96             (PAGETABLE_LEVELS == 3 && SHARED_KERNEL_PMD) ||
97             PAGETABLE_LEVELS == 4) {
98                 clone_pgd_range(pgd + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
99                                 swapper_pg_dir + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
100                                 KERNEL_PGD_PTRS);
101         }
102
103         /* list required to sync kernel mapping updates */
104         if (!SHARED_KERNEL_PMD)
105                 pgd_list_add(pgd);
106 }
107
108 static void pgd_dtor(pgd_t *pgd)
109 {
110         unsigned long flags; /* can be called from interrupt context */
111
112         if (SHARED_KERNEL_PMD)
113                 return;
114
115         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
116         pgd_list_del(pgd);
117         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
118 }
119
120 /*
121  * List of all pgd's needed for non-PAE so it can invalidate entries
122  * in both cached and uncached pgd's; not needed for PAE since the
123  * kernel pmd is shared. If PAE were not to share the pmd a similar
124  * tactic would be needed. This is essentially codepath-based locking
125  * against pageattr.c; it is the unique case in which a valid change
126  * of kernel pagetables can't be lazily synchronized by vmalloc faults.
127  * vmalloc faults work because attached pagetables are never freed.
128  * -- wli
129  */
130
131 #ifdef CONFIG_X86_PAE
132 /*
133  * In PAE mode, we need to do a cr3 reload (=tlb flush) when
134  * updating the top-level pagetable entries to guarantee the
135  * processor notices the update.  Since this is expensive, and
136  * all 4 top-level entries are used almost immediately in a
137  * new process's life, we just pre-populate them here.
138  *
139  * Also, if we're in a paravirt environment where the kernel pmd is
140  * not shared between pagetables (!SHARED_KERNEL_PMDS), we allocate
141  * and initialize the kernel pmds here.
142  */
143 #define PREALLOCATED_PMDS       UNSHARED_PTRS_PER_PGD
144
145 void pud_populate(struct mm_struct *mm, pud_t *pudp, pmd_t *pmd)
146 {
147         paravirt_alloc_pmd(mm, __pa(pmd) >> PAGE_SHIFT);
148
149         /* Note: almost everything apart from _PAGE_PRESENT is
150            reserved at the pmd (PDPT) level. */
151         set_pud(pudp, __pud(__pa(pmd) | _PAGE_PRESENT));
152
153         /*
154          * According to Intel App note "TLBs, Paging-Structure Caches,
155          * and Their Invalidation", April 2007, document 317080-001,
156          * section 8.1: in PAE mode we explicitly have to flush the
157          * TLB via cr3 if the top-level pgd is changed...
158          */
159         if (mm == current->active_mm)
160                 write_cr3(read_cr3());
161 }
162 #else  /* !CONFIG_X86_PAE */
163
164 /* No need to prepopulate any pagetable entries in non-PAE modes. */
165 #define PREALLOCATED_PMDS       0
166
167 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
168
169 static void free_pmds(pmd_t *pmds[])
170 {
171         int i;
172
173         for(i = 0; i < PREALLOCATED_PMDS; i++)
174                 if (pmds[i])
175                         free_page((unsigned long)pmds[i]);
176 }
177
178 static int preallocate_pmds(pmd_t *pmds[])
179 {
180         int i;
181         bool failed = false;
182
183         for(i = 0; i < PREALLOCATED_PMDS; i++) {
184                 pmd_t *pmd = (pmd_t *)__get_free_page(PGALLOC_GFP);
185                 if (pmd == NULL)
186                         failed = true;
187                 pmds[i] = pmd;
188         }
189
190         if (failed) {
191                 free_pmds(pmds);
192                 return -ENOMEM;
193         }
194
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * Mop up any pmd pages which may still be attached to the pgd.
200  * Normally they will be freed by munmap/exit_mmap, but any pmd we
201  * preallocate which never got a corresponding vma will need to be
202  * freed manually.
203  */
204 static void pgd_mop_up_pmds(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgdp)
205 {
206         int i;
207
208         for(i = 0; i < PREALLOCATED_PMDS; i++) {
209                 pgd_t pgd = pgdp[i];
210
211                 if (pgd_val(pgd) != 0) {
212                         pmd_t *pmd = (pmd_t *)pgd_page_vaddr(pgd);
213
214                         pgdp[i] = native_make_pgd(0);
215
216                         paravirt_release_pmd(pgd_val(pgd) >> PAGE_SHIFT);
217                         pmd_free(mm, pmd);
218                 }
219         }
220 }
221
222 static void pgd_prepopulate_pmd(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, pmd_t *pmds[])
223 {
224         pud_t *pud;
225         unsigned long addr;
226         int i;
227
228         if (PREALLOCATED_PMDS == 0) /* Work around gcc-3.4.x bug */
229                 return;
230
231         pud = pud_offset(pgd, 0);
232
233         for (addr = i = 0; i < PREALLOCATED_PMDS;
234              i++, pud++, addr += PUD_SIZE) {
235                 pmd_t *pmd = pmds[i];
236
237                 if (i >= KERNEL_PGD_BOUNDARY)
238                         memcpy(pmd, (pmd_t *)pgd_page_vaddr(swapper_pg_dir[i]),
239                                sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
240
241                 pud_populate(mm, pud, pmd);
242         }
243 }
244
245 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
246 {
247         pgd_t *pgd;
248         pmd_t *pmds[PREALLOCATED_PMDS];
249         unsigned long flags;
250
251         pgd = (pgd_t *)__get_free_page(PGALLOC_GFP);
252
253         if (pgd == NULL)
254                 goto out;
255
256         mm->pgd = pgd;
257
258         if (preallocate_pmds(pmds) != 0)
259                 goto out_free_pgd;
260
261         if (paravirt_pgd_alloc(mm) != 0)
262                 goto out_free_pmds;
263
264         /*
265          * Make sure that pre-populating the pmds is atomic with
266          * respect to anything walking the pgd_list, so that they
267          * never see a partially populated pgd.
268          */
269         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
270
271         pgd_ctor(pgd);
272         pgd_prepopulate_pmd(mm, pgd, pmds);
273
274         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
275
276         return pgd;
277
278 out_free_pmds:
279         free_pmds(pmds);
280 out_free_pgd:
281         free_page((unsigned long)pgd);
282 out:
283         return NULL;
284 }
285
286 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
287 {
288         pgd_mop_up_pmds(mm, pgd);
289         pgd_dtor(pgd);
290         paravirt_pgd_free(mm, pgd);
291         free_page((unsigned long)pgd);
292 }
293
294 int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
295                           unsigned long address, pte_t *ptep,
296                           pte_t entry, int dirty)
297 {
298         int changed = !pte_same(*ptep, entry);
299
300         if (changed && dirty) {
301                 *ptep = entry;
302                 pte_update_defer(vma->vm_mm, address, ptep);
303                 flush_tlb_page(vma, address);
304         }
305
306         return changed;
307 }
308
309 int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
310                               unsigned long addr, pte_t *ptep)
311 {
312         int ret = 0;
313
314         if (pte_young(*ptep))
315                 ret = test_and_clear_bit(_PAGE_BIT_ACCESSED,
316                                          (unsigned long *) &ptep->pte);
317
318         if (ret)
319                 pte_update(vma->vm_mm, addr, ptep);
320
321         return ret;
322 }
323
324 int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
325                            unsigned long address, pte_t *ptep)
326 {
327         int young;
328
329         young = ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
330         if (young)
331                 flush_tlb_page(vma, address);
332
333         return young;
334 }
335
336 /**
337  * reserve_top_address - reserves a hole in the top of kernel address space
338  * @reserve - size of hole to reserve
339  *
340  * Can be used to relocate the fixmap area and poke a hole in the top
341  * of kernel address space to make room for a hypervisor.
342  */
343 void __init reserve_top_address(unsigned long reserve)
344 {
345 #ifdef CONFIG_X86_32
346         BUG_ON(fixmaps_set > 0);
347         printk(KERN_INFO "Reserving virtual address space above 0x%08x\n",
348                (int)-reserve);
349         __FIXADDR_TOP = -reserve - PAGE_SIZE;
350 #endif
351 }
352
353 int fixmaps_set;
354
355 void __native_set_fixmap(enum fixed_addresses idx, pte_t pte)
356 {
357         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
358
359         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
360                 BUG();
361                 return;
362         }
363         set_pte_vaddr(address, pte);
364         fixmaps_set++;
365 }
366
367 void native_set_fixmap(enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys,
368                        pgprot_t flags)
369 {
370         __native_set_fixmap(idx, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, flags));
371 }