err.no Git - linux-2.6/blob - arch/x86/mm/pgtable.c

   1 #include <linux/mm.h>
   2 #include <asm/pgalloc.h>
   3 #include <asm/pgtable.h>
   4 #include <asm/tlb.h>
   5 #include <asm/fixmap.h>
   6
   7 pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
   8 {
   9         return (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
  10 }
  11
  12 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
  13 {
  14         struct page *pte;
  15
  16 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
  17         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_HIGHMEM|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
  18 #else
  19         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
  20 #endif
  21         if (pte)
  22                 pgtable_page_ctor(pte);
  23         return pte;
  24 }
  25
  26 void __pte_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, struct page *pte)
  27 {
  28         pgtable_page_dtor(pte);
  29         paravirt_release_pte(page_to_pfn(pte));
  30         tlb_remove_page(tlb, pte);
  31 }
  32
  33 #if PAGETABLE_LEVELS > 2
  34 void __pmd_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, pmd_t *pmd)
  35 {
  36         paravirt_release_pmd(__pa(pmd) >> PAGE_SHIFT);
  37         tlb_remove_page(tlb, virt_to_page(pmd));
  38 }
  39
  40 #if PAGETABLE_LEVELS > 3
  41 void __pud_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, pud_t *pud)
  42 {
  43         paravirt_release_pud(__pa(pud) >> PAGE_SHIFT);
  44         tlb_remove_page(tlb, virt_to_page(pud));
  45 }
  46 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS > 3 */
  47 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS > 2 */
  48
  49 static inline void pgd_list_add(pgd_t *pgd)
  50 {
  51         struct page *page = virt_to_page(pgd);
  52
  53         list_add(&page->lru, &pgd_list);
  54 }
  55
  56 static inline void pgd_list_del(pgd_t *pgd)
  57 {
  58         struct page *page = virt_to_page(pgd);
  59
  60         list_del(&page->lru);
  61 }
  62
  63 #define UNSHARED_PTRS_PER_PGD                           \
  64         (SHARED_KERNEL_PMD ? KERNEL_PGD_BOUNDARY : PTRS_PER_PGD)
  65
  66 static void pgd_ctor(void *p)
  67 {
  68         pgd_t *pgd = p;
  69         unsigned long flags;
  70
  71         /* Clear usermode parts of PGD */
  72         memset(pgd, 0, KERNEL_PGD_BOUNDARY*sizeof(pgd_t));
  73
  74         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
  75
  76         /* If the pgd points to a shared pagetable level (either the
  77            ptes in non-PAE, or shared PMD in PAE), then just copy the
  78            references from swapper_pg_dir. */
  79         if (PAGETABLE_LEVELS == 2 ||
  80             (PAGETABLE_LEVELS == 3 && SHARED_KERNEL_PMD) ||
  81             PAGETABLE_LEVELS == 4) {
  82                 clone_pgd_range(pgd + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
  83                                 swapper_pg_dir + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
  84                                 KERNEL_PGD_PTRS);
  85                 paravirt_alloc_pmd_clone(__pa(pgd) >> PAGE_SHIFT,
  86                                          __pa(swapper_pg_dir) >> PAGE_SHIFT,
  87                                          KERNEL_PGD_BOUNDARY,
  88                                          KERNEL_PGD_PTRS);
  89         }
  90
  91         /* list required to sync kernel mapping updates */
  92         if (!SHARED_KERNEL_PMD)
  93                 pgd_list_add(pgd);
  94
  95         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
  96 }
  97
  98 static void pgd_dtor(void *pgd)
  99 {
 100         unsigned long flags; /* can be called from interrupt context */
 101
 102         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 103                 return;
 104
 105         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 106         pgd_list_del(pgd);
 107         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 108 }
 109
 110 /*
 111  * List of all pgd's needed for non-PAE so it can invalidate entries
 112  * in both cached and uncached pgd's; not needed for PAE since the
 113  * kernel pmd is shared. If PAE were not to share the pmd a similar
 114  * tactic would be needed. This is essentially codepath-based locking
 115  * against pageattr.c; it is the unique case in which a valid change
 116  * of kernel pagetables can't be lazily synchronized by vmalloc faults.
 117  * vmalloc faults work because attached pagetables are never freed.
 118  * -- wli
 119  */
 120
 121 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 122 /*
 123  * Mop up any pmd pages which may still be attached to the pgd.
 124  * Normally they will be freed by munmap/exit_mmap, but any pmd we
 125  * preallocate which never got a corresponding vma will need to be
 126  * freed manually.
 127  */
 128 static void pgd_mop_up_pmds(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgdp)
 129 {
 130         int i;
 131
 132         for(i = 0; i < UNSHARED_PTRS_PER_PGD; i++) {
 133                 pgd_t pgd = pgdp[i];
 134
 135                 if (pgd_val(pgd) != 0) {
 136                         pmd_t *pmd = (pmd_t *)pgd_page_vaddr(pgd);
 137
 138                         pgdp[i] = native_make_pgd(0);
 139
 140                         paravirt_release_pmd(pgd_val(pgd) >> PAGE_SHIFT);
 141                         pmd_free(mm, pmd);
 142                 }
 143         }
 144 }
 145
 146 /*
 147  * In PAE mode, we need to do a cr3 reload (=tlb flush) when
 148  * updating the top-level pagetable entries to guarantee the
 149  * processor notices the update.  Since this is expensive, and
 150  * all 4 top-level entries are used almost immediately in a
 151  * new process's life, we just pre-populate them here.
 152  *
 153  * Also, if we're in a paravirt environment where the kernel pmd is
 154  * not shared between pagetables (!SHARED_KERNEL_PMDS), we allocate
 155  * and initialize the kernel pmds here.
 156  */
 157 static int pgd_prepopulate_pmd(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 158 {
 159         pud_t *pud;
 160         unsigned long addr;
 161         int i;
 162
 163         pud = pud_offset(pgd, 0);
 164         for (addr = i = 0; i < UNSHARED_PTRS_PER_PGD;
 165              i++, pud++, addr += PUD_SIZE) {
 166                 pmd_t *pmd = pmd_alloc_one(mm, addr);
 167
 168                 if (!pmd) {
 169                         pgd_mop_up_pmds(mm, pgd);
 170                         return 0;
 171                 }
 172
 173                 if (i >= KERNEL_PGD_BOUNDARY)
 174                         memcpy(pmd, (pmd_t *)pgd_page_vaddr(swapper_pg_dir[i]),
 175                                sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
 176
 177                 pud_populate(mm, pud, pmd);
 178         }
 179
 180         return 1;
 181 }
 182
 183 void pud_populate(struct mm_struct *mm, pud_t *pudp, pmd_t *pmd)
 184 {
 185         paravirt_alloc_pmd(mm, __pa(pmd) >> PAGE_SHIFT);
 186
 187         /* Note: almost everything apart from _PAGE_PRESENT is
 188            reserved at the pmd (PDPT) level. */
 189         set_pud(pudp, __pud(__pa(pmd) | _PAGE_PRESENT));
 190
 191         /*
 192          * According to Intel App note "TLBs, Paging-Structure Caches,
 193          * and Their Invalidation", April 2007, document 317080-001,
 194          * section 8.1: in PAE mode we explicitly have to flush the
 195          * TLB via cr3 if the top-level pgd is changed...
 196          */
 197         if (mm == current->active_mm)
 198                 write_cr3(read_cr3());
 199 }
 200 #else  /* !CONFIG_X86_PAE */
 201 /* No need to prepopulate any pagetable entries in non-PAE modes. */
 202 static int pgd_prepopulate_pmd(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 203 {
 204         return 1;
 205 }
 206
 207 static void pgd_mop_up_pmds(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 208 {
 209 }
 210 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
 211
 212 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
 213 {
 214         pgd_t *pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 215
 216         /* so that alloc_pmd can use it */
 217         mm->pgd = pgd;
 218         if (pgd)
 219                 pgd_ctor(pgd);
 220
 221         if (pgd && !pgd_prepopulate_pmd(mm, pgd)) {
 222                 pgd_dtor(pgd);
 223                 free_page((unsigned long)pgd);
 224                 pgd = NULL;
 225         }
 226
 227         return pgd;
 228 }
 229
 230 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 231 {
 232         pgd_mop_up_pmds(mm, pgd);
 233         pgd_dtor(pgd);
 234         free_page((unsigned long)pgd);
 235 }
 236
 237 int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 238                           unsigned long address, pte_t *ptep,
 239                           pte_t entry, int dirty)
 240 {
 241         int changed = !pte_same(*ptep, entry);
 242
 243         if (changed && dirty) {
 244                 *ptep = entry;
 245                 pte_update_defer(vma->vm_mm, address, ptep);
 246                 flush_tlb_page(vma, address);
 247         }
 248
 249         return changed;
 250 }
 251
 252 int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 253                               unsigned long addr, pte_t *ptep)
 254 {
 255         int ret = 0;
 256
 257         if (pte_young(*ptep))
 258                 ret = test_and_clear_bit(_PAGE_BIT_ACCESSED,
 259                                          &ptep->pte);
 260
 261         if (ret)
 262                 pte_update(vma->vm_mm, addr, ptep);
 263
 264         return ret;
 265 }
 266
 267 int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 268                            unsigned long address, pte_t *ptep)
 269 {
 270         int young;
 271
 272         young = ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
 273         if (young)
 274                 flush_tlb_page(vma, address);
 275
 276         return young;
 277 }
 278
 279 int fixmaps_set;
 280
 281 void __native_set_fixmap(enum fixed_addresses idx, pte_t pte)
 282 {
 283         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 284
 285         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 286                 BUG();
 287                 return;
 288         }
 289         set_pte_vaddr(address, pte);
 290         fixmaps_set++;
 291 }
 292
 293 void native_set_fixmap(enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t flags)
 294 {
 295         __native_set_fixmap(idx, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, flags));
 296 }