Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/paulus/powerpc
[linux-2.6] / 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
6 pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
7 {
8         return (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
9 }
10
11 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
12 {
13         struct page *pte;
14
15 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
16         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_HIGHMEM|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
17 #else
18         pte = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO, 0);
19 #endif
20         if (pte)
21                 pgtable_page_ctor(pte);
22         return pte;
23 }
24
25 void __pte_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, struct page *pte)
26 {
27         pgtable_page_dtor(pte);
28         paravirt_release_pte(page_to_pfn(pte));
29         tlb_remove_page(tlb, pte);
30 }
31
32 #if PAGETABLE_LEVELS > 2
33 void __pmd_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, pmd_t *pmd)
34 {
35         paravirt_release_pmd(__pa(pmd) >> PAGE_SHIFT);
36         tlb_remove_page(tlb, virt_to_page(pmd));
37 }
38
39 #if PAGETABLE_LEVELS > 3
40 void __pud_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, pud_t *pud)
41 {
42         paravirt_release_pud(__pa(pud) >> PAGE_SHIFT);
43         tlb_remove_page(tlb, virt_to_page(pud));
44 }
45 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS > 3 */
46 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS > 2 */
47
48 static inline void pgd_list_add(pgd_t *pgd)
49 {
50         struct page *page = virt_to_page(pgd);
51
52         list_add(&page->lru, &pgd_list);
53 }
54
55 static inline void pgd_list_del(pgd_t *pgd)
56 {
57         struct page *page = virt_to_page(pgd);
58
59         list_del(&page->lru);
60 }
61
62 #define UNSHARED_PTRS_PER_PGD                           \
63         (SHARED_KERNEL_PMD ? KERNEL_PGD_BOUNDARY : PTRS_PER_PGD)
64
65 static void pgd_ctor(void *p)
66 {
67         pgd_t *pgd = p;
68         unsigned long flags;
69
70         /* Clear usermode parts of PGD */
71         memset(pgd, 0, KERNEL_PGD_BOUNDARY*sizeof(pgd_t));
72
73         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
74
75         /* If the pgd points to a shared pagetable level (either the
76            ptes in non-PAE, or shared PMD in PAE), then just copy the
77            references from swapper_pg_dir. */
78         if (PAGETABLE_LEVELS == 2 ||
79             (PAGETABLE_LEVELS == 3 && SHARED_KERNEL_PMD) ||
80             PAGETABLE_LEVELS == 4) {
81                 clone_pgd_range(pgd + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
82                                 swapper_pg_dir + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
83                                 KERNEL_PGD_PTRS);
84                 paravirt_alloc_pmd_clone(__pa(pgd) >> PAGE_SHIFT,
85                                          __pa(swapper_pg_dir) >> PAGE_SHIFT,
86                                          KERNEL_PGD_BOUNDARY,
87                                          KERNEL_PGD_PTRS);
88         }
89
90         /* list required to sync kernel mapping updates */
91         if (!SHARED_KERNEL_PMD)
92                 pgd_list_add(pgd);
93
94         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
95 }
96
97 static void pgd_dtor(void *pgd)
98 {
99         unsigned long flags; /* can be called from interrupt context */
100
101         if (SHARED_KERNEL_PMD)
102                 return;
103
104         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
105         pgd_list_del(pgd);
106         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
107 }
108
109 /*
110  * List of all pgd's needed for non-PAE so it can invalidate entries
111  * in both cached and uncached pgd's; not needed for PAE since the
112  * kernel pmd is shared. If PAE were not to share the pmd a similar
113  * tactic would be needed. This is essentially codepath-based locking
114  * against pageattr.c; it is the unique case in which a valid change
115  * of kernel pagetables can't be lazily synchronized by vmalloc faults.
116  * vmalloc faults work because attached pagetables are never freed.
117  * -- wli
118  */
119
120 #ifdef CONFIG_X86_PAE
121 /*
122  * Mop up any pmd pages which may still be attached to the pgd.
123  * Normally they will be freed by munmap/exit_mmap, but any pmd we
124  * preallocate which never got a corresponding vma will need to be
125  * freed manually.
126  */
127 static void pgd_mop_up_pmds(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgdp)
128 {
129         int i;
130
131         for(i = 0; i < UNSHARED_PTRS_PER_PGD; i++) {
132                 pgd_t pgd = pgdp[i];
133
134                 if (pgd_val(pgd) != 0) {
135                         pmd_t *pmd = (pmd_t *)pgd_page_vaddr(pgd);
136
137                         pgdp[i] = native_make_pgd(0);
138
139                         paravirt_release_pmd(pgd_val(pgd) >> PAGE_SHIFT);
140                         pmd_free(mm, pmd);
141                 }
142         }
143 }
144
145 /*
146  * In PAE mode, we need to do a cr3 reload (=tlb flush) when
147  * updating the top-level pagetable entries to guarantee the
148  * processor notices the update.  Since this is expensive, and
149  * all 4 top-level entries are used almost immediately in a
150  * new process's life, we just pre-populate them here.
151  *
152  * Also, if we're in a paravirt environment where the kernel pmd is
153  * not shared between pagetables (!SHARED_KERNEL_PMDS), we allocate
154  * and initialize the kernel pmds here.
155  */
156 static int pgd_prepopulate_pmd(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
157 {
158         pud_t *pud;
159         unsigned long addr;
160         int i;
161
162         pud = pud_offset(pgd, 0);
163         for (addr = i = 0; i < UNSHARED_PTRS_PER_PGD;
164              i++, pud++, addr += PUD_SIZE) {
165                 pmd_t *pmd = pmd_alloc_one(mm, addr);
166
167                 if (!pmd) {
168                         pgd_mop_up_pmds(mm, pgd);
169                         return 0;
170                 }
171
172                 if (i >= KERNEL_PGD_BOUNDARY)
173                         memcpy(pmd, (pmd_t *)pgd_page_vaddr(swapper_pg_dir[i]),
174                                sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
175
176                 pud_populate(mm, pud, pmd);
177         }
178
179         return 1;
180 }
181
182 void pud_populate(struct mm_struct *mm, pud_t *pudp, pmd_t *pmd)
183 {
184         paravirt_alloc_pmd(mm, __pa(pmd) >> PAGE_SHIFT);
185
186         /* Note: almost everything apart from _PAGE_PRESENT is
187            reserved at the pmd (PDPT) level. */
188         set_pud(pudp, __pud(__pa(pmd) | _PAGE_PRESENT));
189
190         /*
191          * According to Intel App note "TLBs, Paging-Structure Caches,
192          * and Their Invalidation", April 2007, document 317080-001,
193          * section 8.1: in PAE mode we explicitly have to flush the
194          * TLB via cr3 if the top-level pgd is changed...
195          */
196         if (mm == current->active_mm)
197                 write_cr3(read_cr3());
198 }
199 #else  /* !CONFIG_X86_PAE */
200 /* No need to prepopulate any pagetable entries in non-PAE modes. */
201 static int pgd_prepopulate_pmd(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
202 {
203         return 1;
204 }
205
206 static void pgd_mop_up_pmds(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
207 {
208 }
209 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
210
211 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
212 {
213         pgd_t *pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
214
215         /* so that alloc_pmd can use it */
216         mm->pgd = pgd;
217         if (pgd)
218                 pgd_ctor(pgd);
219
220         if (pgd && !pgd_prepopulate_pmd(mm, pgd)) {
221                 pgd_dtor(pgd);
222                 free_page((unsigned long)pgd);
223                 pgd = NULL;
224         }
225
226         return pgd;
227 }
228
229 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
230 {
231         pgd_mop_up_pmds(mm, pgd);
232         pgd_dtor(pgd);
233         free_page((unsigned long)pgd);
234 }
235
236 int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
237                           unsigned long address, pte_t *ptep,
238                           pte_t entry, int dirty)
239 {
240         int changed = !pte_same(*ptep, entry);
241
242         if (changed && dirty) {
243                 *ptep = entry;
244                 pte_update_defer(vma->vm_mm, address, ptep);
245                 flush_tlb_page(vma, address);
246         }
247
248         return changed;
249 }
250
251 int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
252                               unsigned long addr, pte_t *ptep)
253 {
254         int ret = 0;
255
256         if (pte_young(*ptep))
257                 ret = test_and_clear_bit(_PAGE_BIT_ACCESSED,
258                                          &ptep->pte);
259
260         if (ret)
261                 pte_update(vma->vm_mm, addr, ptep);
262
263         return ret;
264 }
265
266 int ptep_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
267                            unsigned long address, pte_t *ptep)
268 {
269         int young;
270
271         young = ptep_test_and_clear_young(vma, address, ptep);
272         if (young)
273                 flush_tlb_page(vma, address);
274
275         return young;
276 }