source: trunk/packages/xen-common/xen-common/linux-2.6-xen-sparse/mm/highmem.c @ 34

Last change on this file since 34 was 34, checked in by hartmans, 17 years ago

Add xen and xen-common

File size: 13.8 KB
RevLine 
[34]1/*
2 * High memory handling common code and variables.
3 *
4 * (C) 1999 Andrea Arcangeli, SuSE GmbH, andrea@suse.de
5 *          Gerhard Wichert, Siemens AG, Gerhard.Wichert@pdb.siemens.de
6 *
7 *
8 * Redesigned the x86 32-bit VM architecture to deal with
9 * 64-bit physical space. With current x86 CPUs this
10 * means up to 64 Gigabytes physical RAM.
11 *
12 * Rewrote high memory support to move the page cache into
13 * high memory. Implemented permanent (schedulable) kmaps
14 * based on Linus' idea.
15 *
16 * Copyright (C) 1999 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
17 */
18
19#include <linux/mm.h>
20#include <linux/module.h>
21#include <linux/swap.h>
22#include <linux/bio.h>
23#include <linux/pagemap.h>
24#include <linux/mempool.h>
25#include <linux/blkdev.h>
26#include <linux/init.h>
27#include <linux/hash.h>
28#include <linux/highmem.h>
29#include <linux/blktrace_api.h>
30#include <asm/tlbflush.h>
31
32static mempool_t *page_pool, *isa_page_pool;
33
34static void *mempool_alloc_pages_isa(gfp_t gfp_mask, void *data)
35{
36        return mempool_alloc_pages(gfp_mask | GFP_DMA, data);
37}
38
39/*
40 * Virtual_count is not a pure "count".
41 *  0 means that it is not mapped, and has not been mapped
42 *    since a TLB flush - it is usable.
43 *  1 means that there are no users, but it has been mapped
44 *    since the last TLB flush - so we can't use it.
45 *  n means that there are (n-1) current users of it.
46 */
47#ifdef CONFIG_HIGHMEM
48
49static int pkmap_count[LAST_PKMAP];
50static unsigned int last_pkmap_nr;
51static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(kmap_lock);
52
53pte_t * pkmap_page_table;
54
55static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(pkmap_map_wait);
56
57static void flush_all_zero_pkmaps(void)
58{
59        int i;
60
61        flush_cache_kmaps();
62
63        for (i = 0; i < LAST_PKMAP; i++) {
64                struct page *page;
65
66                /*
67                 * zero means we don't have anything to do,
68                 * >1 means that it is still in use. Only
69                 * a count of 1 means that it is free but
70                 * needs to be unmapped
71                 */
72                if (pkmap_count[i] != 1)
73                        continue;
74                pkmap_count[i] = 0;
75
76                /* sanity check */
77                BUG_ON(pte_none(pkmap_page_table[i]));
78
79                /*
80                 * Don't need an atomic fetch-and-clear op here;
81                 * no-one has the page mapped, and cannot get at
82                 * its virtual address (and hence PTE) without first
83                 * getting the kmap_lock (which is held here).
84                 * So no dangers, even with speculative execution.
85                 */
86                page = pte_page(pkmap_page_table[i]);
87                pte_clear(&init_mm, (unsigned long)page_address(page),
88                          &pkmap_page_table[i]);
89
90                set_page_address(page, NULL);
91        }
92        flush_tlb_kernel_range(PKMAP_ADDR(0), PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
93}
94
95static inline unsigned long map_new_virtual(struct page *page)
96{
97        unsigned long vaddr;
98        int count;
99
100start:
101        count = LAST_PKMAP;
102        /* Find an empty entry */
103        for (;;) {
104                last_pkmap_nr = (last_pkmap_nr + 1) & LAST_PKMAP_MASK;
105                if (!last_pkmap_nr) {
106                        flush_all_zero_pkmaps();
107                        count = LAST_PKMAP;
108                }
109                if (!pkmap_count[last_pkmap_nr])
110                        break;  /* Found a usable entry */
111                if (--count)
112                        continue;
113
114                /*
115                 * Sleep for somebody else to unmap their entries
116                 */
117                {
118                        DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
119
120                        __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
121                        add_wait_queue(&pkmap_map_wait, &wait);
122                        spin_unlock(&kmap_lock);
123                        schedule();
124                        remove_wait_queue(&pkmap_map_wait, &wait);
125                        spin_lock(&kmap_lock);
126
127                        /* Somebody else might have mapped it while we slept */
128                        if (page_address(page))
129                                return (unsigned long)page_address(page);
130
131                        /* Re-start */
132                        goto start;
133                }
134        }
135        vaddr = PKMAP_ADDR(last_pkmap_nr);
136        set_pte_at(&init_mm, vaddr,
137                   &(pkmap_page_table[last_pkmap_nr]), mk_pte(page, kmap_prot));
138
139        pkmap_count[last_pkmap_nr] = 1;
140        set_page_address(page, (void *)vaddr);
141
142        return vaddr;
143}
144
145#ifdef CONFIG_XEN
146void kmap_flush_unused(void)
147{
148        spin_lock(&kmap_lock);
149        flush_all_zero_pkmaps();
150        spin_unlock(&kmap_lock);
151}
152
153EXPORT_SYMBOL(kmap_flush_unused);
154#endif
155
156void fastcall *kmap_high(struct page *page)
157{
158        unsigned long vaddr;
159
160        /*
161         * For highmem pages, we can't trust "virtual" until
162         * after we have the lock.
163         *
164         * We cannot call this from interrupts, as it may block
165         */
166        spin_lock(&kmap_lock);
167        vaddr = (unsigned long)page_address(page);
168        if (!vaddr)
169                vaddr = map_new_virtual(page);
170        pkmap_count[PKMAP_NR(vaddr)]++;
171        BUG_ON(pkmap_count[PKMAP_NR(vaddr)] < 2);
172        spin_unlock(&kmap_lock);
173        return (void*) vaddr;
174}
175
176EXPORT_SYMBOL(kmap_high);
177
178void fastcall kunmap_high(struct page *page)
179{
180        unsigned long vaddr;
181        unsigned long nr;
182        int need_wakeup;
183
184        spin_lock(&kmap_lock);
185        vaddr = (unsigned long)page_address(page);
186        BUG_ON(!vaddr);
187        nr = PKMAP_NR(vaddr);
188
189        /*
190         * A count must never go down to zero
191         * without a TLB flush!
192         */
193        need_wakeup = 0;
194        switch (--pkmap_count[nr]) {
195        case 0:
196                BUG();
197        case 1:
198                /*
199                 * Avoid an unnecessary wake_up() function call.
200                 * The common case is pkmap_count[] == 1, but
201                 * no waiters.
202                 * The tasks queued in the wait-queue are guarded
203                 * by both the lock in the wait-queue-head and by
204                 * the kmap_lock.  As the kmap_lock is held here,
205                 * no need for the wait-queue-head's lock.  Simply
206                 * test if the queue is empty.
207                 */
208                need_wakeup = waitqueue_active(&pkmap_map_wait);
209        }
210        spin_unlock(&kmap_lock);
211
212        /* do wake-up, if needed, race-free outside of the spin lock */
213        if (need_wakeup)
214                wake_up(&pkmap_map_wait);
215}
216
217EXPORT_SYMBOL(kunmap_high);
218
219#define POOL_SIZE       64
220
221static __init int init_emergency_pool(void)
222{
223        struct sysinfo i;
224        si_meminfo(&i);
225        si_swapinfo(&i);
226       
227        if (!i.totalhigh)
228                return 0;
229
230        page_pool = mempool_create_page_pool(POOL_SIZE, 0);
231        BUG_ON(!page_pool);
232        printk("highmem bounce pool size: %d pages\n", POOL_SIZE);
233
234        return 0;
235}
236
237__initcall(init_emergency_pool);
238
239/*
240 * highmem version, map in to vec
241 */
242static void bounce_copy_vec(struct bio_vec *to, unsigned char *vfrom)
243{
244        unsigned long flags;
245        unsigned char *vto;
246
247        local_irq_save(flags);
248        vto = kmap_atomic(to->bv_page, KM_BOUNCE_READ);
249        memcpy(vto + to->bv_offset, vfrom, to->bv_len);
250        kunmap_atomic(vto, KM_BOUNCE_READ);
251        local_irq_restore(flags);
252}
253
254#else /* CONFIG_HIGHMEM */
255
256#define bounce_copy_vec(to, vfrom)      \
257        memcpy(page_address((to)->bv_page) + (to)->bv_offset, vfrom, (to)->bv_len)
258
259#endif
260
261#define ISA_POOL_SIZE   16
262
263/*
264 * gets called "every" time someone init's a queue with BLK_BOUNCE_ISA
265 * as the max address, so check if the pool has already been created.
266 */
267int init_emergency_isa_pool(void)
268{
269        if (isa_page_pool)
270                return 0;
271
272        isa_page_pool = mempool_create(ISA_POOL_SIZE, mempool_alloc_pages_isa,
273                                       mempool_free_pages, (void *) 0);
274        BUG_ON(!isa_page_pool);
275
276        printk("isa bounce pool size: %d pages\n", ISA_POOL_SIZE);
277        return 0;
278}
279
280/*
281 * Simple bounce buffer support for highmem pages. Depending on the
282 * queue gfp mask set, *to may or may not be a highmem page. kmap it
283 * always, it will do the Right Thing
284 */
285static void copy_to_high_bio_irq(struct bio *to, struct bio *from)
286{
287        unsigned char *vfrom;
288        struct bio_vec *tovec, *fromvec;
289        int i;
290
291        __bio_for_each_segment(tovec, to, i, 0) {
292                fromvec = from->bi_io_vec + i;
293
294                /*
295                 * not bounced
296                 */
297                if (tovec->bv_page == fromvec->bv_page)
298                        continue;
299
300                /*
301                 * fromvec->bv_offset and fromvec->bv_len might have been
302                 * modified by the block layer, so use the original copy,
303                 * bounce_copy_vec already uses tovec->bv_len
304                 */
305                vfrom = page_address(fromvec->bv_page) + tovec->bv_offset;
306
307                flush_dcache_page(tovec->bv_page);
308                bounce_copy_vec(tovec, vfrom);
309        }
310}
311
312static void bounce_end_io(struct bio *bio, mempool_t *pool, int err)
313{
314        struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
315        struct bio_vec *bvec, *org_vec;
316        int i;
317
318        if (test_bit(BIO_EOPNOTSUPP, &bio->bi_flags))
319                set_bit(BIO_EOPNOTSUPP, &bio_orig->bi_flags);
320
321        /*
322         * free up bounce indirect pages used
323         */
324        __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
325                org_vec = bio_orig->bi_io_vec + i;
326                if (bvec->bv_page == org_vec->bv_page)
327                        continue;
328
329                dec_zone_page_state(bvec->bv_page, NR_BOUNCE);
330                mempool_free(bvec->bv_page, pool);
331        }
332
333        bio_endio(bio_orig, bio_orig->bi_size, err);
334        bio_put(bio);
335}
336
337static int bounce_end_io_write(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int err)
338{
339        if (bio->bi_size)
340                return 1;
341
342        bounce_end_io(bio, page_pool, err);
343        return 0;
344}
345
346static int bounce_end_io_write_isa(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int err)
347{
348        if (bio->bi_size)
349                return 1;
350
351        bounce_end_io(bio, isa_page_pool, err);
352        return 0;
353}
354
355static void __bounce_end_io_read(struct bio *bio, mempool_t *pool, int err)
356{
357        struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
358
359        if (test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
360                copy_to_high_bio_irq(bio_orig, bio);
361
362        bounce_end_io(bio, pool, err);
363}
364
365static int bounce_end_io_read(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int err)
366{
367        if (bio->bi_size)
368                return 1;
369
370        __bounce_end_io_read(bio, page_pool, err);
371        return 0;
372}
373
374static int bounce_end_io_read_isa(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int err)
375{
376        if (bio->bi_size)
377                return 1;
378
379        __bounce_end_io_read(bio, isa_page_pool, err);
380        return 0;
381}
382
383static void __blk_queue_bounce(request_queue_t *q, struct bio **bio_orig,
384                               mempool_t *pool)
385{
386        struct page *page;
387        struct bio *bio = NULL;
388        int i, rw = bio_data_dir(*bio_orig);
389        struct bio_vec *to, *from;
390
391        bio_for_each_segment(from, *bio_orig, i) {
392                page = from->bv_page;
393
394                /*
395                 * is destination page below bounce pfn?
396                 */
397                if (page_to_pfn(page) < q->bounce_pfn)
398                        continue;
399
400                /*
401                 * irk, bounce it
402                 */
403                if (!bio)
404                        bio = bio_alloc(GFP_NOIO, (*bio_orig)->bi_vcnt);
405
406                to = bio->bi_io_vec + i;
407
408                to->bv_page = mempool_alloc(pool, q->bounce_gfp);
409                to->bv_len = from->bv_len;
410                to->bv_offset = from->bv_offset;
411                inc_zone_page_state(to->bv_page, NR_BOUNCE);
412
413                if (rw == WRITE) {
414                        char *vto, *vfrom;
415
416                        flush_dcache_page(from->bv_page);
417                        vto = page_address(to->bv_page) + to->bv_offset;
418                        vfrom = kmap(from->bv_page) + from->bv_offset;
419                        memcpy(vto, vfrom, to->bv_len);
420                        kunmap(from->bv_page);
421                }
422        }
423
424        /*
425         * no pages bounced
426         */
427        if (!bio)
428                return;
429
430        /*
431         * at least one page was bounced, fill in possible non-highmem
432         * pages
433         */
434        __bio_for_each_segment(from, *bio_orig, i, 0) {
435                to = bio_iovec_idx(bio, i);
436                if (!to->bv_page) {
437                        to->bv_page = from->bv_page;
438                        to->bv_len = from->bv_len;
439                        to->bv_offset = from->bv_offset;
440                }
441        }
442
443        bio->bi_bdev = (*bio_orig)->bi_bdev;
444        bio->bi_flags |= (1 << BIO_BOUNCED);
445        bio->bi_sector = (*bio_orig)->bi_sector;
446        bio->bi_rw = (*bio_orig)->bi_rw;
447
448        bio->bi_vcnt = (*bio_orig)->bi_vcnt;
449        bio->bi_idx = (*bio_orig)->bi_idx;
450        bio->bi_size = (*bio_orig)->bi_size;
451
452        if (pool == page_pool) {
453                bio->bi_end_io = bounce_end_io_write;
454                if (rw == READ)
455                        bio->bi_end_io = bounce_end_io_read;
456        } else {
457                bio->bi_end_io = bounce_end_io_write_isa;
458                if (rw == READ)
459                        bio->bi_end_io = bounce_end_io_read_isa;
460        }
461
462        bio->bi_private = *bio_orig;
463        *bio_orig = bio;
464}
465
466void blk_queue_bounce(request_queue_t *q, struct bio **bio_orig)
467{
468        mempool_t *pool;
469
470        /*
471         * for non-isa bounce case, just check if the bounce pfn is equal
472         * to or bigger than the highest pfn in the system -- in that case,
473         * don't waste time iterating over bio segments
474         */
475        if (!(q->bounce_gfp & GFP_DMA)) {
476                if (q->bounce_pfn >= blk_max_pfn)
477                        return;
478                pool = page_pool;
479        } else {
480                BUG_ON(!isa_page_pool);
481                pool = isa_page_pool;
482        }
483
484        blk_add_trace_bio(q, *bio_orig, BLK_TA_BOUNCE);
485
486        /*
487         * slow path
488         */
489        __blk_queue_bounce(q, bio_orig, pool);
490}
491
492EXPORT_SYMBOL(blk_queue_bounce);
493
494#if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
495
496#define PA_HASH_ORDER   7
497
498/*
499 * Describes one page->virtual association
500 */
501struct page_address_map {
502        struct page *page;
503        void *virtual;
504        struct list_head list;
505};
506
507/*
508 * page_address_map freelist, allocated from page_address_maps.
509 */
510static struct list_head page_address_pool;      /* freelist */
511static spinlock_t pool_lock;                    /* protects page_address_pool */
512
513/*
514 * Hash table bucket
515 */
516static struct page_address_slot {
517        struct list_head lh;                    /* List of page_address_maps */
518        spinlock_t lock;                        /* Protect this bucket's list */
519} ____cacheline_aligned_in_smp page_address_htable[1<<PA_HASH_ORDER];
520
521static struct page_address_slot *page_slot(struct page *page)
522{
523        return &page_address_htable[hash_ptr(page, PA_HASH_ORDER)];
524}
525
526void *page_address(struct page *page)
527{
528        unsigned long flags;
529        void *ret;
530        struct page_address_slot *pas;
531
532        if (!PageHighMem(page))
533                return lowmem_page_address(page);
534
535        pas = page_slot(page);
536        ret = NULL;
537        spin_lock_irqsave(&pas->lock, flags);
538        if (!list_empty(&pas->lh)) {
539                struct page_address_map *pam;
540
541                list_for_each_entry(pam, &pas->lh, list) {
542                        if (pam->page == page) {
543                                ret = pam->virtual;
544                                goto done;
545                        }
546                }
547        }
548done:
549        spin_unlock_irqrestore(&pas->lock, flags);
550        return ret;
551}
552
553EXPORT_SYMBOL(page_address);
554
555void set_page_address(struct page *page, void *virtual)
556{
557        unsigned long flags;
558        struct page_address_slot *pas;
559        struct page_address_map *pam;
560
561        BUG_ON(!PageHighMem(page));
562
563        pas = page_slot(page);
564        if (virtual) {          /* Add */
565                BUG_ON(list_empty(&page_address_pool));
566
567                spin_lock_irqsave(&pool_lock, flags);
568                pam = list_entry(page_address_pool.next,
569                                struct page_address_map, list);
570                list_del(&pam->list);
571                spin_unlock_irqrestore(&pool_lock, flags);
572
573                pam->page = page;
574                pam->virtual = virtual;
575
576                spin_lock_irqsave(&pas->lock, flags);
577                list_add_tail(&pam->list, &pas->lh);
578                spin_unlock_irqrestore(&pas->lock, flags);
579        } else {                /* Remove */
580                spin_lock_irqsave(&pas->lock, flags);
581                list_for_each_entry(pam, &pas->lh, list) {
582                        if (pam->page == page) {
583                                list_del(&pam->list);
584                                spin_unlock_irqrestore(&pas->lock, flags);
585                                spin_lock_irqsave(&pool_lock, flags);
586                                list_add_tail(&pam->list, &page_address_pool);
587                                spin_unlock_irqrestore(&pool_lock, flags);
588                                goto done;
589                        }
590                }
591                spin_unlock_irqrestore(&pas->lock, flags);
592        }
593done:
594        return;
595}
596
597static struct page_address_map page_address_maps[LAST_PKMAP];
598
599void __init page_address_init(void)
600{
601        int i;
602
603        INIT_LIST_HEAD(&page_address_pool);
604        for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(page_address_maps); i++)
605                list_add(&page_address_maps[i].list, &page_address_pool);
606        for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(page_address_htable); i++) {
607                INIT_LIST_HEAD(&page_address_htable[i].lh);
608                spin_lock_init(&page_address_htable[i].lock);
609        }
610        spin_lock_init(&pool_lock);
611}
612
613#endif  /* defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL) */
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.