git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - arch/x86/mm/pgtable.c

   1 #include <linux/mm.h>
   2 #include <asm/pgalloc.h>
   3 #include <asm/tlb.h>
   4
   5 pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
   6 {
   7         return (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
   8 }
   9
  10 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
  11 {
  12         struct page *pte;
  13
  14 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
  15         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_HIGHMEM|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
  16 #else
  17         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
  18 #endif
  19         if (pte)
  20                 pgtable_page_ctor(pte);
  21         return pte;
  22 }
  23
  24 void __pte_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, struct page *pte)
  25 {
  26         pgtable_page_dtor(pte);
  27         paravirt_release_pte(page_to_pfn(pte));
  28         tlb_remove_page(tlb, pte);
  29 }
  30
  31 #if PAGETABLE_LEVELS > 2
  32 void __pmd_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, pmd_t *pmd)
  33 {
  34         paravirt_release_pmd(__pa(pmd) >> PAGE_SHIFT);
  35         tlb_remove_page(tlb, virt_to_page(pmd));
  36 }
  37
  38 #if PAGETABLE_LEVELS > 3
  39 void __pud_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, pud_t *pud)
  40 {
  41         paravirt_release_pud(__pa(pud) >> PAGE_SHIFT);
  42         tlb_remove_page(tlb, virt_to_page(pud));
  43 }
  44 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS > 3 */
  45 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS > 2 */
  46
  47 static inline void pgd_list_add(pgd_t *pgd)
  48 {
  49         struct page *page = virt_to_page(pgd);
  50
  51         list_add(&page->lru, &pgd_list);
  52 }
  53
  54 static inline void pgd_list_del(pgd_t *pgd)
  55 {
  56         struct page *page = virt_to_page(pgd);
  57
  58         list_del(&page->lru);
  59 }
  60
  61 #ifdef CONFIG_X86_64
  62 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
  63 {
  64         unsigned boundary;
  65         pgd_t *pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
  66         unsigned long flags;
  67         if (!pgd)
  68                 return NULL;
  69         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
  70         pgd_list_add(pgd);
  71         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
  72         /*
  73          * Copy kernel pointers in from init.
  74          * Could keep a freelist or slab cache of those because the kernel
  75          * part never changes.
  76          */
  77         boundary = pgd_index(__PAGE_OFFSET);
  78         memset(pgd, 0, boundary * sizeof(pgd_t));
  79         memcpy(pgd + boundary,
  80                init_level4_pgt + boundary,
  81                (PTRS_PER_PGD - boundary) * sizeof(pgd_t));
  82         return pgd;
  83 }
  84
  85 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
  86 {
  87         unsigned long flags;
  88         BUG_ON((unsigned long)pgd & (PAGE_SIZE-1));
  89         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
  90         pgd_list_del(pgd);
  91         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
  92         free_page((unsigned long)pgd);
  93 }
  94 #else
  95 /*
  96  * List of all pgd's needed for non-PAE so it can invalidate entries
  97  * in both cached and uncached pgd's; not needed for PAE since the
  98  * kernel pmd is shared. If PAE were not to share the pmd a similar
  99  * tactic would be needed. This is essentially codepath-based locking
 100  * against pageattr.c; it is the unique case in which a valid change
 101  * of kernel pagetables can't be lazily synchronized by vmalloc faults.
 102  * vmalloc faults work because attached pagetables are never freed.
 103  * -- wli
 104  */
 105 #define UNSHARED_PTRS_PER_PGD                           \
 106         (SHARED_KERNEL_PMD ? USER_PTRS_PER_PGD : PTRS_PER_PGD)
 107
 108 static void pgd_ctor(void *p)
 109 {
 110         pgd_t *pgd = p;
 111         unsigned long flags;
 112
 113         /* Clear usermode parts of PGD */
 114         memset(pgd, 0, USER_PTRS_PER_PGD*sizeof(pgd_t));
 115
 116         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 117
 118         /* If the pgd points to a shared pagetable level (either the
 119            ptes in non-PAE, or shared PMD in PAE), then just copy the
 120            references from swapper_pg_dir. */
 121         if (PAGETABLE_LEVELS == 2 ||
 122             (PAGETABLE_LEVELS == 3 && SHARED_KERNEL_PMD)) {
 123                 clone_pgd_range(pgd + USER_PTRS_PER_PGD,
 124                                 swapper_pg_dir + USER_PTRS_PER_PGD,
 125                                 KERNEL_PGD_PTRS);
 126                 paravirt_alloc_pmd_clone(__pa(pgd) >> PAGE_SHIFT,
 127                                          __pa(swapper_pg_dir) >> PAGE_SHIFT,
 128                                          USER_PTRS_PER_PGD,
 129                                          KERNEL_PGD_PTRS);
 130         }
 131
 132         /* list required to sync kernel mapping updates */
 133         if (!SHARED_KERNEL_PMD)
 134                 pgd_list_add(pgd);
 135
 136         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 137 }
 138
 139 static void pgd_dtor(void *pgd)
 140 {
 141         unsigned long flags; /* can be called from interrupt context */
 142
 143         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 144                 return;
 145
 146         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 147         pgd_list_del(pgd);
 148         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 149 }
 150
 151 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 152 /*
 153  * Mop up any pmd pages which may still be attached to the pgd.
 154  * Normally they will be freed by munmap/exit_mmap, but any pmd we
 155  * preallocate which never got a corresponding vma will need to be
 156  * freed manually.
 157  */
 158 static void pgd_mop_up_pmds(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgdp)
 159 {
 160         int i;
 161
 162         for(i = 0; i < UNSHARED_PTRS_PER_PGD; i++) {
 163                 pgd_t pgd = pgdp[i];
 164
 165                 if (pgd_val(pgd) != 0) {
 166                         pmd_t *pmd = (pmd_t *)pgd_page_vaddr(pgd);
 167
 168                         pgdp[i] = native_make_pgd(0);
 169
 170                         paravirt_release_pmd(pgd_val(pgd) >> PAGE_SHIFT);
 171                         pmd_free(mm, pmd);
 172                 }
 173         }
 174 }
 175
 176 /*
 177  * In PAE mode, we need to do a cr3 reload (=tlb flush) when
 178  * updating the top-level pagetable entries to guarantee the
 179  * processor notices the update.  Since this is expensive, and
 180  * all 4 top-level entries are used almost immediately in a
 181  * new process's life, we just pre-populate them here.
 182  *
 183  * Also, if we're in a paravirt environment where the kernel pmd is
 184  * not shared between pagetables (!SHARED_KERNEL_PMDS), we allocate
 185  * and initialize the kernel pmds here.
 186  */
 187 static int pgd_prepopulate_pmd(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 188 {
 189         pud_t *pud;
 190         unsigned long addr;
 191         int i;
 192
 193         pud = pud_offset(pgd, 0);
 194         for (addr = i = 0; i < UNSHARED_PTRS_PER_PGD;
 195              i++, pud++, addr += PUD_SIZE) {
 196                 pmd_t *pmd = pmd_alloc_one(mm, addr);
 197
 198                 if (!pmd) {
 199                         pgd_mop_up_pmds(mm, pgd);
 200                         return 0;
 201                 }
 202
 203                 if (i >= USER_PTRS_PER_PGD)
 204                         memcpy(pmd, (pmd_t *)pgd_page_vaddr(swapper_pg_dir[i]),
 205                                sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
 206
 207                 pud_populate(mm, pud, pmd);
 208         }
 209
 210         return 1;
 211 }
 212
 213 void pud_populate(struct mm_struct *mm, pud_t *pudp, pmd_t *pmd)
 214 {
 215         paravirt_alloc_pmd(mm, __pa(pmd) >> PAGE_SHIFT);
 216
 217         /* Note: almost everything apart from _PAGE_PRESENT is
 218            reserved at the pmd (PDPT) level. */
 219         set_pud(pudp, __pud(__pa(pmd) | _PAGE_PRESENT));
 220
 221         /*
 222          * According to Intel App note "TLBs, Paging-Structure Caches,
 223          * and Their Invalidation", April 2007, document 317080-001,
 224          * section 8.1: in PAE mode we explicitly have to flush the
 225          * TLB via cr3 if the top-level pgd is changed...
 226          */
 227         if (mm == current->active_mm)
 228                 write_cr3(read_cr3());
 229 }
 230 #else  /* !CONFIG_X86_PAE */
 231 /* No need to prepopulate any pagetable entries in non-PAE modes. */
 232 static int pgd_prepopulate_pmd(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 233 {
 234         return 1;
 235 }
 236
 237 static void pgd_mop_up_pmds(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 238 {
 239 }
 240 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
 241
 242 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
 243 {
 244         pgd_t *pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 245
 246         /* so that alloc_pmd can use it */
 247         mm->pgd = pgd;
 248         if (pgd)
 249                 pgd_ctor(pgd);
 250
 251         if (pgd && !pgd_prepopulate_pmd(mm, pgd)) {
 252                 pgd_dtor(pgd);
 253                 free_page((unsigned long)pgd);
 254                 pgd = NULL;
 255         }
 256
 257         return pgd;
 258 }
 259
 260 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 261 {
 262         pgd_mop_up_pmds(mm, pgd);
 263         pgd_dtor(pgd);
 264         free_page((unsigned long)pgd);
 265 }
 266 #endif