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