]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/x86/xen/mmu.c
Merge remote-tracking branch 'xen-tip/linux-next'
[karo-tx-linux.git] / arch / x86 / xen / mmu.c
1 /*
2  * Xen mmu operations
3  *
4  * This file contains the various mmu fetch and update operations.
5  * The most important job they must perform is the mapping between the
6  * domain's pfn and the overall machine mfns.
7  *
8  * Xen allows guests to directly update the pagetable, in a controlled
9  * fashion.  In other words, the guest modifies the same pagetable
10  * that the CPU actually uses, which eliminates the overhead of having
11  * a separate shadow pagetable.
12  *
13  * In order to allow this, it falls on the guest domain to map its
14  * notion of a "physical" pfn - which is just a domain-local linear
15  * address - into a real "machine address" which the CPU's MMU can
16  * use.
17  *
18  * A pgd_t/pmd_t/pte_t will typically contain an mfn, and so can be
19  * inserted directly into the pagetable.  When creating a new
20  * pte/pmd/pgd, it converts the passed pfn into an mfn.  Conversely,
21  * when reading the content back with __(pgd|pmd|pte)_val, it converts
22  * the mfn back into a pfn.
23  *
24  * The other constraint is that all pages which make up a pagetable
25  * must be mapped read-only in the guest.  This prevents uncontrolled
26  * guest updates to the pagetable.  Xen strictly enforces this, and
27  * will disallow any pagetable update which will end up mapping a
28  * pagetable page RW, and will disallow using any writable page as a
29  * pagetable.
30  *
31  * Naively, when loading %cr3 with the base of a new pagetable, Xen
32  * would need to validate the whole pagetable before going on.
33  * Naturally, this is quite slow.  The solution is to "pin" a
34  * pagetable, which enforces all the constraints on the pagetable even
35  * when it is not actively in use.  This menas that Xen can be assured
36  * that it is still valid when you do load it into %cr3, and doesn't
37  * need to revalidate it.
38  *
39  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
40  */
41 #include <linux/sched.h>
42 #include <linux/highmem.h>
43 #include <linux/debugfs.h>
44 #include <linux/bug.h>
45 #include <linux/vmalloc.h>
46 #include <linux/module.h>
47 #include <linux/gfp.h>
48 #include <linux/memblock.h>
49 #include <linux/seq_file.h>
50 #include <linux/crash_dump.h>
51
52 #include <trace/events/xen.h>
53
54 #include <asm/pgtable.h>
55 #include <asm/tlbflush.h>
56 #include <asm/fixmap.h>
57 #include <asm/mmu_context.h>
58 #include <asm/setup.h>
59 #include <asm/paravirt.h>
60 #include <asm/e820.h>
61 #include <asm/linkage.h>
62 #include <asm/page.h>
63 #include <asm/init.h>
64 #include <asm/pat.h>
65 #include <asm/smp.h>
66
67 #include <asm/xen/hypercall.h>
68 #include <asm/xen/hypervisor.h>
69
70 #include <xen/xen.h>
71 #include <xen/page.h>
72 #include <xen/interface/xen.h>
73 #include <xen/interface/hvm/hvm_op.h>
74 #include <xen/interface/version.h>
75 #include <xen/interface/memory.h>
76 #include <xen/hvc-console.h>
77
78 #include "multicalls.h"
79 #include "mmu.h"
80 #include "debugfs.h"
81
82 /*
83  * Protects atomic reservation decrease/increase against concurrent increases.
84  * Also protects non-atomic updates of current_pages and balloon lists.
85  */
86 DEFINE_SPINLOCK(xen_reservation_lock);
87
88 #ifdef CONFIG_X86_32
89 /*
90  * Identity map, in addition to plain kernel map.  This needs to be
91  * large enough to allocate page table pages to allocate the rest.
92  * Each page can map 2MB.
93  */
94 #define LEVEL1_IDENT_ENTRIES    (PTRS_PER_PTE * 4)
95 static RESERVE_BRK_ARRAY(pte_t, level1_ident_pgt, LEVEL1_IDENT_ENTRIES);
96 #endif
97 #ifdef CONFIG_X86_64
98 /* l3 pud for userspace vsyscall mapping */
99 static pud_t level3_user_vsyscall[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
100 #endif /* CONFIG_X86_64 */
101
102 /*
103  * Note about cr3 (pagetable base) values:
104  *
105  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
106  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
107  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
108  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
109  * be self-consistent.
110  *
111  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
112  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
113  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
114  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
115  */
116 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
117 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
118
119 static phys_addr_t xen_pt_base, xen_pt_size __initdata;
120
121 /*
122  * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
123  * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
124  */
125 #define USER_LIMIT      ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)
126
127 unsigned long arbitrary_virt_to_mfn(void *vaddr)
128 {
129         xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(vaddr);
130
131         return PFN_DOWN(maddr.maddr);
132 }
133
134 xmaddr_t arbitrary_virt_to_machine(void *vaddr)
135 {
136         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
137         unsigned int level;
138         pte_t *pte;
139         unsigned offset;
140
141         /*
142          * if the PFN is in the linear mapped vaddr range, we can just use
143          * the (quick) virt_to_machine() p2m lookup
144          */
145         if (virt_addr_valid(vaddr))
146                 return virt_to_machine(vaddr);
147
148         /* otherwise we have to do a (slower) full page-table walk */
149
150         pte = lookup_address(address, &level);
151         BUG_ON(pte == NULL);
152         offset = address & ~PAGE_MASK;
153         return XMADDR(((phys_addr_t)pte_mfn(*pte) << PAGE_SHIFT) + offset);
154 }
155 EXPORT_SYMBOL_GPL(arbitrary_virt_to_machine);
156
157 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
158 {
159         pte_t *pte, ptev;
160         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
161         unsigned int level;
162
163         pte = lookup_address(address, &level);
164         if (pte == NULL)
165                 return;         /* vaddr missing */
166
167         ptev = pte_wrprotect(*pte);
168
169         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
170                 BUG();
171 }
172
173 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
174 {
175         pte_t *pte, ptev;
176         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
177         unsigned int level;
178
179         pte = lookup_address(address, &level);
180         if (pte == NULL)
181                 return;         /* vaddr missing */
182
183         ptev = pte_mkwrite(*pte);
184
185         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
186                 BUG();
187 }
188
189
190 static bool xen_page_pinned(void *ptr)
191 {
192         struct page *page = virt_to_page(ptr);
193
194         return PagePinned(page);
195 }
196
197 void xen_set_domain_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval, unsigned domid)
198 {
199         struct multicall_space mcs;
200         struct mmu_update *u;
201
202         trace_xen_mmu_set_domain_pte(ptep, pteval, domid);
203
204         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*u));
205         u = mcs.args;
206
207         /* ptep might be kmapped when using 32-bit HIGHPTE */
208         u->ptr = virt_to_machine(ptep).maddr;
209         u->val = pte_val_ma(pteval);
210
211         MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, domid);
212
213         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
214 }
215 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_set_domain_pte);
216
217 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
218 {
219         struct multicall_space mcs;
220         struct mmu_update *u;
221
222         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
223
224         if (mcs.mc != NULL) {
225                 mcs.mc->args[1]++;
226         } else {
227                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
228                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
229         }
230
231         u = mcs.args;
232         *u = *update;
233 }
234
235 static void xen_extend_mmuext_op(const struct mmuext_op *op)
236 {
237         struct multicall_space mcs;
238         struct mmuext_op *u;
239
240         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmuext_op, sizeof(*u));
241
242         if (mcs.mc != NULL) {
243                 mcs.mc->args[1]++;
244         } else {
245                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
246                 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
247         }
248
249         u = mcs.args;
250         *u = *op;
251 }
252
253 static void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
254 {
255         struct mmu_update u;
256
257         preempt_disable();
258
259         xen_mc_batch();
260
261         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
262         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
263         u.val = pmd_val_ma(val);
264         xen_extend_mmu_update(&u);
265
266         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
267
268         preempt_enable();
269 }
270
271 static void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
272 {
273         trace_xen_mmu_set_pmd(ptr, val);
274
275         /* If page is not pinned, we can just update the entry
276            directly */
277         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
278                 *ptr = val;
279                 return;
280         }
281
282         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
283 }
284
285 /*
286  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
287  * and protection flags for that frame.
288  */
289 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
290 {
291         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
292 }
293
294 static bool xen_batched_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
295 {
296         struct mmu_update u;
297
298         if (paravirt_get_lazy_mode() != PARAVIRT_LAZY_MMU)
299                 return false;
300
301         xen_mc_batch();
302
303         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
304         u.val = pte_val_ma(pteval);
305         xen_extend_mmu_update(&u);
306
307         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
308
309         return true;
310 }
311
312 static inline void __xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
313 {
314         if (!xen_batched_set_pte(ptep, pteval)) {
315                 /*
316                  * Could call native_set_pte() here and trap and
317                  * emulate the PTE write but with 32-bit guests this
318                  * needs two traps (one for each of the two 32-bit
319                  * words in the PTE) so do one hypercall directly
320                  * instead.
321                  */
322                 struct mmu_update u;
323
324                 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
325                 u.val = pte_val_ma(pteval);
326                 HYPERVISOR_mmu_update(&u, 1, NULL, DOMID_SELF);
327         }
328 }
329
330 static void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
331 {
332         trace_xen_mmu_set_pte(ptep, pteval);
333         __xen_set_pte(ptep, pteval);
334 }
335
336 static void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
337                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
338 {
339         trace_xen_mmu_set_pte_at(mm, addr, ptep, pteval);
340         __xen_set_pte(ptep, pteval);
341 }
342
343 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
344                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
345 {
346         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
347         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_start(mm, addr, ptep, *ptep);
348         return *ptep;
349 }
350
351 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
352                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
353 {
354         struct mmu_update u;
355
356         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_commit(mm, addr, ptep, pte);
357         xen_mc_batch();
358
359         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
360         u.val = pte_val_ma(pte);
361         xen_extend_mmu_update(&u);
362
363         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
364 }
365
366 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
367 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
368 {
369         if (val & _PAGE_PRESENT) {
370                 unsigned long mfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
371                 unsigned long pfn = mfn_to_pfn(mfn);
372
373                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
374                 if (unlikely(pfn == ~0))
375                         val = flags & ~_PAGE_PRESENT;
376                 else
377                         val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
378         }
379
380         return val;
381 }
382
383 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
384 {
385         if (val & _PAGE_PRESENT) {
386                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
387                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
388                 unsigned long mfn;
389
390                 if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
391                         mfn = __pfn_to_mfn(pfn);
392                 else
393                         mfn = pfn;
394                 /*
395                  * If there's no mfn for the pfn, then just create an
396                  * empty non-present pte.  Unfortunately this loses
397                  * information about the original pfn, so
398                  * pte_mfn_to_pfn is asymmetric.
399                  */
400                 if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY)) {
401                         mfn = 0;
402                         flags = 0;
403                 } else
404                         mfn &= ~(FOREIGN_FRAME_BIT | IDENTITY_FRAME_BIT);
405                 val = ((pteval_t)mfn << PAGE_SHIFT) | flags;
406         }
407
408         return val;
409 }
410
411 __visible pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
412 {
413         pteval_t pteval = pte.pte;
414
415         return pte_mfn_to_pfn(pteval);
416 }
417 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
418
419 __visible pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
420 {
421         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
422 }
423 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
424
425 __visible pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
426 {
427         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
428
429         return native_make_pte(pte);
430 }
431 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
432
433 __visible pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
434 {
435         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
436         return native_make_pgd(pgd);
437 }
438 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
439
440 __visible pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
441 {
442         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
443 }
444 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
445
446 static void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
447 {
448         struct mmu_update u;
449
450         preempt_disable();
451
452         xen_mc_batch();
453
454         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
455         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
456         u.val = pud_val_ma(val);
457         xen_extend_mmu_update(&u);
458
459         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
460
461         preempt_enable();
462 }
463
464 static void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
465 {
466         trace_xen_mmu_set_pud(ptr, val);
467
468         /* If page is not pinned, we can just update the entry
469            directly */
470         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
471                 *ptr = val;
472                 return;
473         }
474
475         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
476 }
477
478 #ifdef CONFIG_X86_PAE
479 static void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
480 {
481         trace_xen_mmu_set_pte_atomic(ptep, pte);
482         set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
483 }
484
485 static void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
486 {
487         trace_xen_mmu_pte_clear(mm, addr, ptep);
488         if (!xen_batched_set_pte(ptep, native_make_pte(0)))
489                 native_pte_clear(mm, addr, ptep);
490 }
491
492 static void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
493 {
494         trace_xen_mmu_pmd_clear(pmdp);
495         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
496 }
497 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
498
499 __visible pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
500 {
501         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
502         return native_make_pmd(pmd);
503 }
504 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
505
506 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
507 __visible pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
508 {
509         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
510 }
511 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
512
513 __visible pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
514 {
515         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
516
517         return native_make_pud(pud);
518 }
519 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
520
521 static pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
522 {
523         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
524         unsigned offset = pgd - pgd_page;
525         pgd_t *user_ptr = NULL;
526
527         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
528                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
529                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
530                 if (user_ptr)
531                         user_ptr += offset;
532         }
533
534         return user_ptr;
535 }
536
537 static void __xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
538 {
539         struct mmu_update u;
540
541         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
542         u.val = pgd_val_ma(val);
543         xen_extend_mmu_update(&u);
544 }
545
546 /*
547  * Raw hypercall-based set_pgd, intended for in early boot before
548  * there's a page structure.  This implies:
549  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
550  *  2. It is always pinned
551  *  3. It has no user pagetable attached to it
552  */
553 static void __init xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
554 {
555         preempt_disable();
556
557         xen_mc_batch();
558
559         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
560
561         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
562
563         preempt_enable();
564 }
565
566 static void xen_set_pgd(pgd_t *ptr, pgd_t val)
567 {
568         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd(ptr);
569
570         trace_xen_mmu_set_pgd(ptr, user_ptr, val);
571
572         /* If page is not pinned, we can just update the entry
573            directly */
574         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
575                 *ptr = val;
576                 if (user_ptr) {
577                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
578                         *user_ptr = val;
579                 }
580                 return;
581         }
582
583         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
584            user updates together. */
585         xen_mc_batch();
586
587         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
588         if (user_ptr)
589                 __xen_set_pgd_hyper(user_ptr, val);
590
591         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
592 }
593 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
594
595 /*
596  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
597  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
598  * callback function on each page it finds making up the page table,
599  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
600  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
601  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
602  * FIXADDR_TOP.
603  *
604  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
605  * because then we start getting into Xen's ptes.
606  *
607  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
608  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
609  */
610 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
611                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
612                                       enum pt_level),
613                           unsigned long limit)
614 {
615         int flush = 0;
616         unsigned hole_low, hole_high;
617         unsigned pgdidx_limit, pudidx_limit, pmdidx_limit;
618         unsigned pgdidx, pudidx, pmdidx;
619
620         /* The limit is the last byte to be touched */
621         limit--;
622         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
623
624         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
625                 return 0;
626
627         /*
628          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
629          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
630          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
631          */
632         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
633         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
634
635         pgdidx_limit = pgd_index(limit);
636 #if PTRS_PER_PUD > 1
637         pudidx_limit = pud_index(limit);
638 #else
639         pudidx_limit = 0;
640 #endif
641 #if PTRS_PER_PMD > 1
642         pmdidx_limit = pmd_index(limit);
643 #else
644         pmdidx_limit = 0;
645 #endif
646
647         for (pgdidx = 0; pgdidx <= pgdidx_limit; pgdidx++) {
648                 pud_t *pud;
649
650                 if (pgdidx >= hole_low && pgdidx < hole_high)
651                         continue;
652
653                 if (!pgd_val(pgd[pgdidx]))
654                         continue;
655
656                 pud = pud_offset(&pgd[pgdidx], 0);
657
658                 if (PTRS_PER_PUD > 1) /* not folded */
659                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
660
661                 for (pudidx = 0; pudidx < PTRS_PER_PUD; pudidx++) {
662                         pmd_t *pmd;
663
664                         if (pgdidx == pgdidx_limit &&
665                             pudidx > pudidx_limit)
666                                 goto out;
667
668                         if (pud_none(pud[pudidx]))
669                                 continue;
670
671                         pmd = pmd_offset(&pud[pudidx], 0);
672
673                         if (PTRS_PER_PMD > 1) /* not folded */
674                                 flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
675
676                         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++) {
677                                 struct page *pte;
678
679                                 if (pgdidx == pgdidx_limit &&
680                                     pudidx == pudidx_limit &&
681                                     pmdidx > pmdidx_limit)
682                                         goto out;
683
684                                 if (pmd_none(pmd[pmdidx]))
685                                         continue;
686
687                                 pte = pmd_page(pmd[pmdidx]);
688                                 flush |= (*func)(mm, pte, PT_PTE);
689                         }
690                 }
691         }
692
693 out:
694         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
695            a cue to do final things like tlb flushes. */
696         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
697
698         return flush;
699 }
700
701 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
702                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
703                                     enum pt_level),
704                         unsigned long limit)
705 {
706         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
707 }
708
709 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
710    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
711 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
712 {
713         spinlock_t *ptl = NULL;
714
715 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
716         ptl = ptlock_ptr(page);
717         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
718 #endif
719
720         return ptl;
721 }
722
723 static void xen_pte_unlock(void *v)
724 {
725         spinlock_t *ptl = v;
726         spin_unlock(ptl);
727 }
728
729 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
730 {
731         struct mmuext_op op;
732
733         op.cmd = level;
734         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
735
736         xen_extend_mmuext_op(&op);
737 }
738
739 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
740                         enum pt_level level)
741 {
742         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
743         int flush;
744
745         if (pgfl)
746                 flush = 0;              /* already pinned */
747         else if (PageHighMem(page))
748                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
749                    highpage */
750                 flush = 1;
751         else {
752                 void *pt = lowmem_page_address(page);
753                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
754                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
755                 spinlock_t *ptl;
756
757                 flush = 0;
758
759                 /*
760                  * We need to hold the pagetable lock between the time
761                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
762                  * it.  If we don't, then other users may come in and
763                  * attempt to update the pagetable by writing it,
764                  * which will fail because the memory is RO but not
765                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
766                  *
767                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
768                  * entire pagetable's worth of locks during the
769                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
770                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
771                  * page while holding the lock.  This means the number
772                  * of locks we end up holding is never more than a
773                  * batch size (~32 entries, at present).
774                  *
775                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
776                  * the PTE pages independently, because we're
777                  * protected by the overall pagetable lock.
778                  */
779                 ptl = NULL;
780                 if (level == PT_PTE)
781                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
782
783                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
784                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
785                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
786
787                 if (ptl) {
788                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
789
790                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
791                            is completed. */
792                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
793                 }
794         }
795
796         return flush;
797 }
798
799 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
800    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
801    read-only, and can be pinned. */
802 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
803 {
804         trace_xen_mmu_pgd_pin(mm, pgd);
805
806         xen_mc_batch();
807
808         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
809                 /* re-enable interrupts for flushing */
810                 xen_mc_issue(0);
811
812                 kmap_flush_unused();
813
814                 xen_mc_batch();
815         }
816
817 #ifdef CONFIG_X86_64
818         {
819                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
820
821                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
822
823                 if (user_pgd) {
824                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
825                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
826                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
827                 }
828         }
829 #else /* CONFIG_X86_32 */
830 #ifdef CONFIG_X86_PAE
831         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
832         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
833                      PT_PMD);
834 #endif
835         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
836 #endif /* CONFIG_X86_64 */
837         xen_mc_issue(0);
838 }
839
840 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
841 {
842         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
843 }
844
845 /*
846  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
847  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
848  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
849  * process is under construction or destruction).
850  *
851  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
852  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
853  * matter all that much.
854  */
855 void xen_mm_pin_all(void)
856 {
857         struct page *page;
858
859         spin_lock(&pgd_lock);
860
861         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
862                 if (!PagePinned(page)) {
863                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
864                         SetPageSavePinned(page);
865                 }
866         }
867
868         spin_unlock(&pgd_lock);
869 }
870
871 /*
872  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
873  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
874  * the book-keeping now.
875  */
876 static int __init xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
877                                   enum pt_level level)
878 {
879         SetPagePinned(page);
880         return 0;
881 }
882
883 static void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
884 {
885         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
886 }
887
888 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
889                           enum pt_level level)
890 {
891         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
892
893         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
894                 void *pt = lowmem_page_address(page);
895                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
896                 spinlock_t *ptl = NULL;
897                 struct multicall_space mcs;
898
899                 /*
900                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
901                  * pte locks, we must be holding the lock for while
902                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
903                  * concurrent updates from seeing it in this
904                  * partially-pinned state.
905                  */
906                 if (level == PT_PTE) {
907                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
908
909                         if (ptl)
910                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
911                 }
912
913                 mcs = __xen_mc_entry(0);
914
915                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
916                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
917                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
918
919                 if (ptl) {
920                         /* unlock when batch completed */
921                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
922                 }
923         }
924
925         return 0;               /* never need to flush on unpin */
926 }
927
928 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
929 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
930 {
931         trace_xen_mmu_pgd_unpin(mm, pgd);
932
933         xen_mc_batch();
934
935         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
936
937 #ifdef CONFIG_X86_64
938         {
939                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
940
941                 if (user_pgd) {
942                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
943                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
944                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
945                 }
946         }
947 #endif
948
949 #ifdef CONFIG_X86_PAE
950         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
951         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
952                        PT_PMD);
953 #endif
954
955         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
956
957         xen_mc_issue(0);
958 }
959
960 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
961 {
962         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
963 }
964
965 /*
966  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
967  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
968  */
969 void xen_mm_unpin_all(void)
970 {
971         struct page *page;
972
973         spin_lock(&pgd_lock);
974
975         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
976                 if (PageSavePinned(page)) {
977                         BUG_ON(!PagePinned(page));
978                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
979                         ClearPageSavePinned(page);
980                 }
981         }
982
983         spin_unlock(&pgd_lock);
984 }
985
986 static void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
987 {
988         spin_lock(&next->page_table_lock);
989         xen_pgd_pin(next);
990         spin_unlock(&next->page_table_lock);
991 }
992
993 static void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
994 {
995         spin_lock(&mm->page_table_lock);
996         xen_pgd_pin(mm);
997         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
998 }
999
1000
1001 #ifdef CONFIG_SMP
1002 /* Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
1003    we need to repoint it somewhere else before we can unpin it. */
1004 static void drop_other_mm_ref(void *info)
1005 {
1006         struct mm_struct *mm = info;
1007         struct mm_struct *active_mm;
1008
1009         active_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.active_mm);
1010
1011         if (active_mm == mm && this_cpu_read(cpu_tlbstate.state) != TLBSTATE_OK)
1012                 leave_mm(smp_processor_id());
1013
1014         /* If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
1015            it has been flushed. */
1016         if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
1017                 load_cr3(swapper_pg_dir);
1018 }
1019
1020 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1021 {
1022         cpumask_var_t mask;
1023         unsigned cpu;
1024
1025         if (current->active_mm == mm) {
1026                 if (current->mm == mm)
1027                         load_cr3(swapper_pg_dir);
1028                 else
1029                         leave_mm(smp_processor_id());
1030         }
1031
1032         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
1033         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
1034                 for_each_online_cpu(cpu) {
1035                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, mm_cpumask(mm))
1036                             && per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
1037                                 continue;
1038                         smp_call_function_single(cpu, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1039                 }
1040                 return;
1041         }
1042         cpumask_copy(mask, mm_cpumask(mm));
1043
1044         /* It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
1045            cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
1046            its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
1047            look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1048            if needed. */
1049         for_each_online_cpu(cpu) {
1050                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1051                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1052         }
1053
1054         if (!cpumask_empty(mask))
1055                 smp_call_function_many(mask, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1056         free_cpumask_var(mask);
1057 }
1058 #else
1059 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1060 {
1061         if (current->active_mm == mm)
1062                 load_cr3(swapper_pg_dir);
1063 }
1064 #endif
1065
1066 /*
1067  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1068  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1069  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1070  * hypervisor, which is moderately expensive.
1071  *
1072  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1073  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1074  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1075  *
1076  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1077  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1078  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1079  */
1080 static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1081 {
1082         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1083         xen_drop_mm_ref(mm);
1084         put_cpu();
1085
1086         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1087
1088         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1089         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1090                 xen_pgd_unpin(mm);
1091
1092         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1093 }
1094
1095 static void xen_post_allocator_init(void);
1096
1097 static void __init pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1098 {
1099         struct mmuext_op op;
1100
1101         op.cmd = cmd;
1102         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1103         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1104                 BUG();
1105 }
1106
1107 #ifdef CONFIG_X86_64
1108 static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
1109                                     unsigned long vaddr_end)
1110 {
1111         unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
1112         pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);
1113
1114         /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
1115          * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
1116         for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PAGE_SIZE));
1117                         pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
1118                 if (pmd_none(*pmd))
1119                         continue;
1120                 if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
1121                         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1122         }
1123         /* In case we did something silly, we should crash in this function
1124          * instead of somewhere later and be confusing. */
1125         xen_mc_flush();
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Make a page range writeable and free it.
1130  */
1131 static void __init xen_free_ro_pages(unsigned long paddr, unsigned long size)
1132 {
1133         void *vaddr = __va(paddr);
1134         void *vaddr_end = vaddr + size;
1135
1136         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE)
1137                 make_lowmem_page_readwrite(vaddr);
1138
1139         memblock_free(paddr, size);
1140 }
1141
1142 static void __init xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(void *pgtbl, bool unpin)
1143 {
1144         unsigned long pa = __pa(pgtbl) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1145
1146         if (unpin)
1147                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(pa));
1148         ClearPagePinned(virt_to_page(__va(pa)));
1149         xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Since it is well isolated we can (and since it is perhaps large we should)
1154  * also free the page tables mapping the initial P->M table.
1155  */
1156 static void __init xen_cleanmfnmap(unsigned long vaddr)
1157 {
1158         unsigned long va = vaddr & PMD_MASK;
1159         unsigned long pa;
1160         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(va);
1161         pud_t *pud_page = pud_offset(pgd, 0);
1162         pud_t *pud;
1163         pmd_t *pmd;
1164         pte_t *pte;
1165         unsigned int i;
1166         bool unpin;
1167
1168         unpin = (vaddr == 2 * PGDIR_SIZE);
1169         set_pgd(pgd, __pgd(0));
1170         do {
1171                 pud = pud_page + pud_index(va);
1172                 if (pud_none(*pud)) {
1173                         va += PUD_SIZE;
1174                 } else if (pud_large(*pud)) {
1175                         pa = pud_val(*pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1176                         xen_free_ro_pages(pa, PUD_SIZE);
1177                         va += PUD_SIZE;
1178                 } else {
1179                         pmd = pmd_offset(pud, va);
1180                         if (pmd_large(*pmd)) {
1181                                 pa = pmd_val(*pmd) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1182                                 xen_free_ro_pages(pa, PMD_SIZE);
1183                         } else if (!pmd_none(*pmd)) {
1184                                 pte = pte_offset_kernel(pmd, va);
1185                                 set_pmd(pmd, __pmd(0));
1186                                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; ++i) {
1187                                         if (pte_none(pte[i]))
1188                                                 break;
1189                                         pa = pte_pfn(pte[i]) << PAGE_SHIFT;
1190                                         xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1191                                 }
1192                                 xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pte, unpin);
1193                         }
1194                         va += PMD_SIZE;
1195                         if (pmd_index(va))
1196                                 continue;
1197                         set_pud(pud, __pud(0));
1198                         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pmd, unpin);
1199                 }
1200
1201         } while (pud_index(va) || pmd_index(va));
1202         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pud_page, unpin);
1203 }
1204
1205 static void __init xen_pagetable_p2m_free(void)
1206 {
1207         unsigned long size;
1208         unsigned long addr;
1209
1210         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1211
1212         /* No memory or already called. */
1213         if ((unsigned long)xen_p2m_addr == xen_start_info->mfn_list)
1214                 return;
1215
1216         /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
1217         memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);
1218
1219         addr = xen_start_info->mfn_list;
1220         /*
1221          * We could be in __ka space.
1222          * We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
1223          * using the __ka address of xen_start_info or
1224          * xen_start_info->shared_info they are in going to crash. Fortunatly
1225          * we have already revectored in xen_setup_kernel_pagetable and in
1226          * xen_setup_shared_info.
1227          */
1228         size = roundup(size, PMD_SIZE);
1229
1230         if (addr >= __START_KERNEL_map) {
1231                 xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1232                 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
1233                                   sizeof(unsigned long));
1234                 memblock_free(__pa(addr), size);
1235         } else {
1236                 xen_cleanmfnmap(addr);
1237         }
1238 }
1239
1240 static void __init xen_pagetable_cleanhighmap(void)
1241 {
1242         unsigned long size;
1243         unsigned long addr;
1244
1245         /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
1246          * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
1247          * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
1248          * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
1249          * For good measure we also round up to the PMD - which means that if
1250          * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
1251          * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
1252          * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
1253         addr = xen_start_info->pt_base;
1254         size = roundup(xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE, PMD_SIZE);
1255
1256         xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1257         xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
1258 #ifdef DEBUG
1259         /* This is superflous and is not neccessary, but you know what
1260          * lets do it. The MODULES_VADDR -> MODULES_END should be clear of
1261          * anything at this stage. */
1262         xen_cleanhighmap(MODULES_VADDR, roundup(MODULES_VADDR, PUD_SIZE) - 1);
1263 #endif
1264 }
1265 #endif
1266
1267 static void __init xen_pagetable_p2m_setup(void)
1268 {
1269         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1270                 return;
1271
1272         xen_vmalloc_p2m_tree();
1273
1274 #ifdef CONFIG_X86_64
1275         xen_pagetable_p2m_free();
1276
1277         xen_pagetable_cleanhighmap();
1278 #endif
1279         /* And revector! Bye bye old array */
1280         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
1281 }
1282
1283 static void __init xen_pagetable_init(void)
1284 {
1285         paging_init();
1286         xen_post_allocator_init();
1287
1288         xen_pagetable_p2m_setup();
1289
1290         /* Allocate and initialize top and mid mfn levels for p2m structure */
1291         xen_build_mfn_list_list();
1292
1293         /* Remap memory freed due to conflicts with E820 map */
1294         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1295                 xen_remap_memory();
1296
1297         xen_setup_shared_info();
1298 }
1299 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1300 {
1301         this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1302 }
1303
1304 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1305 {
1306         return this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1307 }
1308
1309 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1310 {
1311         return this_cpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1312 }
1313
1314 void xen_flush_tlb_all(void)
1315 {
1316         struct mmuext_op *op;
1317         struct multicall_space mcs;
1318
1319         trace_xen_mmu_flush_tlb_all(0);
1320
1321         preempt_disable();
1322
1323         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1324
1325         op = mcs.args;
1326         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_ALL;
1327         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1328
1329         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1330
1331         preempt_enable();
1332 }
1333 static void xen_flush_tlb(void)
1334 {
1335         struct mmuext_op *op;
1336         struct multicall_space mcs;
1337
1338         trace_xen_mmu_flush_tlb(0);
1339
1340         preempt_disable();
1341
1342         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1343
1344         op = mcs.args;
1345         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1346         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1347
1348         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1349
1350         preempt_enable();
1351 }
1352
1353 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1354 {
1355         struct mmuext_op *op;
1356         struct multicall_space mcs;
1357
1358         trace_xen_mmu_flush_tlb_single(addr);
1359
1360         preempt_disable();
1361
1362         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1363         op = mcs.args;
1364         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1365         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1366         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1367
1368         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1369
1370         preempt_enable();
1371 }
1372
1373 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1374                                  struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1375                                  unsigned long end)
1376 {
1377         struct {
1378                 struct mmuext_op op;
1379 #ifdef CONFIG_SMP
1380                 DECLARE_BITMAP(mask, num_processors);
1381 #else
1382                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1383 #endif
1384         } *args;
1385         struct multicall_space mcs;
1386
1387         trace_xen_mmu_flush_tlb_others(cpus, mm, start, end);
1388
1389         if (cpumask_empty(cpus))
1390                 return;         /* nothing to do */
1391
1392         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
1393         args = mcs.args;
1394         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1395
1396         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1397         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1398         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1399
1400         args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1401         if (end != TLB_FLUSH_ALL && (end - start) <= PAGE_SIZE) {
1402                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1403                 args->op.arg1.linear_addr = start;
1404         }
1405
1406         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1407
1408         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1409 }
1410
1411 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1412 {
1413         return this_cpu_read(xen_cr3);
1414 }
1415
1416 static void set_current_cr3(void *v)
1417 {
1418         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1419 }
1420
1421 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1422 {
1423         struct mmuext_op op;
1424         unsigned long mfn;
1425
1426         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1427
1428         if (cr3)
1429                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1430         else
1431                 mfn = 0;
1432
1433         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1434
1435         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1436         op.arg1.mfn = mfn;
1437
1438         xen_extend_mmuext_op(&op);
1439
1440         if (kernel) {
1441                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1442
1443                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1444                    been submitted. */
1445                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1446         }
1447 }
1448 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1449 {
1450         BUG_ON(preemptible());
1451
1452         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1453
1454         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1455            respect to ipis */
1456         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1457
1458         __xen_write_cr3(true, cr3);
1459
1460 #ifdef CONFIG_X86_64
1461         {
1462                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1463                 if (user_pgd)
1464                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1465                 else
1466                         __xen_write_cr3(false, 0);
1467         }
1468 #endif
1469
1470         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1471 }
1472
1473 #ifdef CONFIG_X86_64
1474 /*
1475  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1476  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1477  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropiate them in the
1478  * init_level4_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1479  * the new init_level4_pgt - and continue on.
1480  *
1481  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1482  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1483  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1484  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1485  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1486  * at this point.
1487  *
1488  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1489  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1490  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1491  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1492  * hypervisor is in ring 0.
1493  */
1494 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1495 {
1496         BUG_ON(preemptible());
1497
1498         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1499
1500         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1501            respect to ipis */
1502         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1503
1504         __xen_write_cr3(true, cr3);
1505
1506         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1507 }
1508 #endif
1509
1510 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1511 {
1512         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1513         int ret = 0;
1514
1515         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1516
1517 #ifdef CONFIG_X86_64
1518         {
1519                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1520                 pgd_t *user_pgd;
1521
1522                 BUG_ON(page->private != 0);
1523
1524                 ret = -ENOMEM;
1525
1526                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1527                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1528
1529                 if (user_pgd != NULL) {
1530 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
1531                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1532                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1533 #endif
1534                         ret = 0;
1535                 }
1536
1537                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1538         }
1539 #endif
1540
1541         return ret;
1542 }
1543
1544 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1545 {
1546 #ifdef CONFIG_X86_64
1547         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1548
1549         if (user_pgd)
1550                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1551 #endif
1552 }
1553
1554 #ifdef CONFIG_X86_32
1555 static pte_t __init mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1556 {
1557         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1558         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1559                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1560                                pte_val_ma(pte));
1561
1562         return pte;
1563 }
1564 #else /* CONFIG_X86_64 */
1565 static pte_t __init mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1566 {
1567         unsigned long pfn;
1568
1569         if (xen_feature(XENFEAT_writable_page_tables) ||
1570             xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap) ||
1571             xen_start_info->mfn_list >= __START_KERNEL_map)
1572                 return pte;
1573
1574         /*
1575          * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
1576          * address range must be mapped read-only. This region contains the
1577          * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
1578          * mapped read-only.
1579          */
1580         pfn = pte_pfn(pte);
1581         if (pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
1582             pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
1583                 pte = __pte_ma(pte_val_ma(pte) & ~_PAGE_RW);
1584
1585         return pte;
1586 }
1587 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1588
1589 /*
1590  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1591  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1592  *
1593  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1594  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1595  * drivers/xen/balloon.c).
1596  *
1597  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1598  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1599  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1600  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1601  * emulating any updates as necessary.
1602  */
1603 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1604 {
1605         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY)
1606                 pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
1607         else
1608                 pte = __pte_ma(0);
1609
1610         native_set_pte(ptep, pte);
1611 }
1612
1613 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1614    everything is pinned. */
1615 static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1616 {
1617 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1618         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1619 #endif
1620         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1621         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1622 }
1623
1624 /* Used for pmd and pud */
1625 static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1626 {
1627 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1628         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1629 #endif
1630         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1631 }
1632
1633 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1634    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1635 static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1636 {
1637         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1638         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1639 }
1640
1641 static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1642 {
1643         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1644 }
1645
1646 static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1647 {
1648         struct multicall_space mcs;
1649         struct mmuext_op *op;
1650
1651         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1652         op = mcs.args;
1653         op->cmd = cmd;
1654         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1655
1656         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
1657 }
1658
1659 static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1660 {
1661         struct multicall_space mcs;
1662         unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
1663
1664         mcs = __xen_mc_entry(0);
1665         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
1666                                 pfn_pte(pfn, prot), 0);
1667 }
1668
1669 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1670    attached to a pinned pagetable. */
1671 static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
1672                                     unsigned level)
1673 {
1674         bool pinned = PagePinned(virt_to_page(mm->pgd));
1675
1676         trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);
1677
1678         if (pinned) {
1679                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1680
1681                 SetPagePinned(page);
1682
1683                 if (!PageHighMem(page)) {
1684                         xen_mc_batch();
1685
1686                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
1687
1688                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1689                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1690
1691                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1692                 } else {
1693                         /* make sure there are no stray mappings of
1694                            this page */
1695                         kmap_flush_unused();
1696                 }
1697         }
1698 }
1699
1700 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1701 {
1702         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1703 }
1704
1705 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1706 {
1707         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1708 }
1709
1710 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1711 static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1712 {
1713         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1714         bool pinned = PagePinned(page);
1715
1716         trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);
1717
1718         if (pinned) {
1719                 if (!PageHighMem(page)) {
1720                         xen_mc_batch();
1721
1722                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1723                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1724
1725                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);
1726
1727                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1728                 }
1729                 ClearPagePinned(page);
1730         }
1731 }
1732
1733 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1734 {
1735         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1736 }
1737
1738 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1739 {
1740         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1741 }
1742
1743 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
1744 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1745 {
1746         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1747 }
1748
1749 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1750 {
1751         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1752 }
1753 #endif
1754
1755 void __init xen_reserve_top(void)
1756 {
1757 #ifdef CONFIG_X86_32
1758         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1759         struct xen_platform_parameters pp;
1760
1761         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1762                 top = pp.virt_start;
1763
1764         reserve_top_address(-top);
1765 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1766 }
1767
1768 /*
1769  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1770  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1771  */
1772 static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
1773 {
1774 #ifdef CONFIG_X86_64
1775         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1776 #else
1777         return __va(paddr);
1778 #endif
1779 }
1780
1781 /* Convert a machine address to physical address */
1782 static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
1783 {
1784         phys_addr_t paddr;
1785
1786         maddr &= PTE_PFN_MASK;
1787         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1788
1789         return paddr;
1790 }
1791
1792 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1793 static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
1794 {
1795         return __ka(m2p(maddr));
1796 }
1797
1798 /* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
1799 static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
1800                                        unsigned long flags)
1801 {
1802         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1803         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1804
1805         /* For PVH no need to set R/O or R/W to pin them or unpin them. */
1806         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1807                 return;
1808
1809         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1810                 BUG();
1811 }
1812 static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1813 {
1814         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1815 }
1816 #ifdef CONFIG_X86_32
1817 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1818 {
1819         unsigned pmdidx, pteidx;
1820         unsigned ident_pte;
1821         unsigned long pfn;
1822
1823         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1824                                       PAGE_SIZE);
1825
1826         ident_pte = 0;
1827         pfn = 0;
1828         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1829                 pte_t *pte_page;
1830
1831                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1832                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1833                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1834                 else {
1835                         /* Check for free pte pages */
1836                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1837                                 break;
1838
1839                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1840                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1841
1842                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1843                 }
1844
1845                 /* Install mappings */
1846                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1847                         pte_t pte;
1848
1849                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1850                                 max_pfn_mapped = pfn;
1851
1852                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1853                                 continue;
1854
1855                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1856                         pte_page[pteidx] = pte;
1857                 }
1858         }
1859
1860         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1861                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1862
1863         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1864 }
1865 #endif
1866 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1867 {
1868         struct xen_machphys_mapping mapping;
1869
1870         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1871                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1872                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1873         } else {
1874                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1875         }
1876 #ifdef CONFIG_X86_32
1877         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1878                 < machine_to_phys_mapping);
1879 #endif
1880 }
1881
1882 #ifdef CONFIG_X86_64
1883 static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
1884 {
1885         pte_t *pte = v;
1886         int i;
1887
1888         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1889            as ptes. */
1890         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1891                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1892 }
1893 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1894                                  unsigned long addr)
1895 {
1896         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1897                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1898                 clear_page((void *)addr);
1899                 (*pt_base)++;
1900         }
1901         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1902                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1903                 clear_page((void *)addr);
1904                 (*pt_end)--;
1905         }
1906 }
1907 /*
1908  * Set up the initial kernel pagetable.
1909  *
1910  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1911  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1912  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1913  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1914  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1915  * mapping once some sort of allocator has been set up.  NOTE: for
1916  * PVH, the page tables are native.
1917  */
1918 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1919 {
1920         pud_t *l3;
1921         pmd_t *l2;
1922         unsigned long addr[3];
1923         unsigned long pt_base, pt_end;
1924         unsigned i;
1925
1926         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1927          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1928          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1929          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1930         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
1931                 max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
1932         else
1933                 max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1934
1935         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1936         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1937
1938         /* Zap identity mapping */
1939         init_level4_pgt[0] = __pgd(0);
1940
1941         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1942                 /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1943                 /* L4[272] -> level3_ident_pgt
1944                  * L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1945                 convert_pfn_mfn(init_level4_pgt);
1946
1947                 /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1948                 convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1949                 /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt
1950                  * L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1951                 convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1952
1953                 /* L3_k[511][506] -> level1_fixmap_pgt */
1954                 convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1955         }
1956         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1957         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1958         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1959
1960         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1961         addr[1] = (unsigned long)l3;
1962         addr[2] = (unsigned long)l2;
1963         /* Graft it onto L4[272][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1964          * Both L4[272][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1965          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1966          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1967          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1968          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1969         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1970         /* Graft it onto L4[511][510] */
1971         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1972
1973         /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
1974         i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
1975         if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
1976                 init_level4_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];
1977
1978         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1979                 /* Make pagetable pieces RO */
1980                 set_page_prot(init_level4_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1981                 set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1982                 set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1983                 set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1984                 set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1985                 set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1986                 set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1987                 set_page_prot(level1_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1988
1989                 /* Pin down new L4 */
1990                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1991                                   PFN_DOWN(__pa_symbol(init_level4_pgt)));
1992
1993                 /* Unpin Xen-provided one */
1994                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1995
1996                 /*
1997                  * At this stage there can be no user pgd, and no page
1998                  * structure to attach it to, so make sure we just set kernel
1999                  * pgd.
2000                  */
2001                 xen_mc_batch();
2002                 __xen_write_cr3(true, __pa(init_level4_pgt));
2003                 xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
2004         } else
2005                 native_write_cr3(__pa(init_level4_pgt));
2006
2007         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
2008          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
2009          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
2010          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
2011          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
2012          */
2013         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
2014                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
2015
2016         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
2017         xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
2018         xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
2019         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2020
2021         /* Revector the xen_start_info */
2022         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Read a value from a physical address.
2027  */
2028 static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
2029 {
2030         unsigned long *vaddr;
2031         unsigned long val;
2032
2033         vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
2034         val = *vaddr;
2035         early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
2036         return val;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
2041  * page tables.
2042  */
2043 static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
2044 {
2045         phys_addr_t pa;
2046         pgd_t pgd;
2047         pud_t pud;
2048         pmd_t pmd;
2049         pte_t pte;
2050
2051         pa = read_cr3();
2052         pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
2053                                                        sizeof(pgd)));
2054         if (!pgd_present(pgd))
2055                 return 0;
2056
2057         pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
2058         pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
2059                                                        sizeof(pud)));
2060         if (!pud_present(pud))
2061                 return 0;
2062         pa = pud_pfn(pud) << PAGE_SHIFT;
2063         if (pud_large(pud))
2064                 return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);
2065
2066         pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
2067                                                        sizeof(pmd)));
2068         if (!pmd_present(pmd))
2069                 return 0;
2070         pa = pmd_pfn(pmd) << PAGE_SHIFT;
2071         if (pmd_large(pmd))
2072                 return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);
2073
2074         pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
2075                                                        sizeof(pte)));
2076         if (!pte_present(pte))
2077                 return 0;
2078         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
2079
2080         return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
2085  * this area.
2086  */
2087 void __init xen_relocate_p2m(void)
2088 {
2089         phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys;
2090         unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
2091         int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud;
2092         pte_t *pt;
2093         pmd_t *pmd;
2094         pud_t *pud;
2095         pgd_t *pgd;
2096         unsigned long *new_p2m;
2097
2098         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
2099         n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
2100         n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
2101         n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
2102         n_pud = roundup(size, PGDIR_SIZE) >> PGDIR_SHIFT;
2103         n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud;
2104
2105         new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
2106         if (!new_area) {
2107                 xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
2108                 BUG();
2109         }
2110
2111         /*
2112          * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
2113          * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
2114          * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
2115          * address depending on the Xen version.
2116          * To avoid any possible virtual address collision, just use
2117          * 2 * PUD_SIZE for the new area.
2118          */
2119         pud_phys = new_area;
2120         pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
2121         pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
2122         p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;
2123
2124         pgd = __va(read_cr3());
2125         new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
2126         for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
2127                 pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
2128                 clear_page(pud);
2129                 for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
2130                      idx_pmd++) {
2131                         pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
2132                         clear_page(pmd);
2133                         for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
2134                              idx_pt++) {
2135                                 pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
2136                                 clear_page(pt);
2137                                 for (idx_pte = 0;
2138                                      idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
2139                                      idx_pte++) {
2140                                         set_pte(pt + idx_pte,
2141                                                 pfn_pte(p2m_pfn, PAGE_KERNEL));
2142                                         p2m_pfn++;
2143                                 }
2144                                 n_pte -= PTRS_PER_PTE;
2145                                 early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
2146                                 make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
2147                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
2148                                                   PFN_DOWN(pt_phys));
2149                                 set_pmd(pmd + idx_pt,
2150                                         __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys));
2151                                 pt_phys += PAGE_SIZE;
2152                         }
2153                         n_pt -= PTRS_PER_PMD;
2154                         early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
2155                         make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
2156                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
2157                                           PFN_DOWN(pmd_phys));
2158                         set_pud(pud + idx_pmd, __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys));
2159                         pmd_phys += PAGE_SIZE;
2160                 }
2161                 n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
2162                 early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
2163                 make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
2164                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
2165                 set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2166                 pud_phys += PAGE_SIZE;
2167         }
2168
2169         /* Now copy the old p2m info to the new area. */
2170         memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
2171         xen_p2m_addr = new_p2m;
2172
2173         /* Release the old p2m list and set new list info. */
2174         p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
2175         BUG_ON(!p2m_pfn);
2176         p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);
2177
2178         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
2179                 pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
2180                 pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
2181                           xen_start_info->nr_p2m_frames;
2182                 set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
2183         } else {
2184                 pfn = p2m_pfn;
2185                 pfn_end = p2m_pfn_end;
2186         }
2187
2188         memblock_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
2189         while (pfn < pfn_end) {
2190                 if (pfn == p2m_pfn) {
2191                         pfn = p2m_pfn_end;
2192                         continue;
2193                 }
2194                 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
2195                 pfn++;
2196         }
2197
2198         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
2199         xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
2200         xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
2201 }
2202
2203 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
2204 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2205 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2206
2207 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
2208 {
2209         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
2210
2211         BUG_ON(read_cr3() != __pa(initial_page_table));
2212         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
2213
2214         /*
2215          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
2216          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
2217          * read-only and then pin it.
2218          *
2219          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
2220          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
2221          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
2222          * swapper_pg_dir.
2223          */
2224         swapper_kernel_pmd =
2225                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2226         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
2227         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2228                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2229         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2230
2231         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
2232         xen_write_cr3(cr3);
2233         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
2234
2235         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
2236                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2237         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2238         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2239
2240         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2241 }
2242
2243 /*
2244  * For 32 bit domains xen_start_info->pt_base is the pgd address which might be
2245  * not the first page table in the page table pool.
2246  * Iterate through the initial page tables to find the real page table base.
2247  */
2248 static phys_addr_t xen_find_pt_base(pmd_t *pmd)
2249 {
2250         phys_addr_t pt_base, paddr;
2251         unsigned pmdidx;
2252
2253         pt_base = min(__pa(xen_start_info->pt_base), __pa(pmd));
2254
2255         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++)
2256                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]) && !pmd_large(pmd[pmdidx])) {
2257                         paddr = m2p(pmd[pmdidx].pmd);
2258                         pt_base = min(pt_base, paddr);
2259                 }
2260
2261         return pt_base;
2262 }
2263
2264 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2265 {
2266         pmd_t *kernel_pmd;
2267
2268         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2269
2270         xen_pt_base = xen_find_pt_base(kernel_pmd);
2271         xen_pt_size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
2272
2273         initial_kernel_pmd =
2274                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2275
2276         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(xen_pt_base + xen_pt_size + 512 * 1024);
2277
2278         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2279
2280         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2281
2282         copy_page(initial_page_table, pgd);
2283         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2284                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2285
2286         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2287         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2288         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2289
2290         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2291
2292         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2293                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2294         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2295
2296         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2297 }
2298 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2299
2300 void __init xen_reserve_special_pages(void)
2301 {
2302         phys_addr_t paddr;
2303
2304         memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
2305         if (xen_start_info->store_mfn) {
2306                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
2307                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2308         }
2309         if (!xen_initial_domain()) {
2310                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
2311                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2312         }
2313 }
2314
2315 void __init xen_pt_check_e820(void)
2316 {
2317         if (xen_is_e820_reserved(xen_pt_base, xen_pt_size)) {
2318                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated page table memory conflicts with E820 map\n");
2319                 BUG();
2320         }
2321 }
2322
2323 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2324
2325 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2326 {
2327         pte_t pte;
2328
2329         phys >>= PAGE_SHIFT;
2330
2331         switch (idx) {
2332         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2333         case FIX_RO_IDT:
2334 #ifdef CONFIG_X86_32
2335         case FIX_WP_TEST:
2336 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2337         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2338 # endif
2339 #elif defined(CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION)
2340         case VSYSCALL_PAGE:
2341 #endif
2342         case FIX_TEXT_POKE0:
2343         case FIX_TEXT_POKE1:
2344                 /* All local page mappings */
2345                 pte = pfn_pte(phys, prot);
2346                 break;
2347
2348 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2349         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
2350                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2351                 break;
2352 #endif
2353
2354 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
2355         case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
2356                 /*
2357                  * We just don't map the IO APIC - all access is via
2358                  * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
2359                  */
2360                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2361                 break;
2362 #endif
2363
2364         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
2365                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
2366                    IO domain */
2367                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2368                 break;
2369
2370         default:
2371                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
2372                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2373                 break;
2374         }
2375
2376         __native_set_fixmap(idx, pte);
2377
2378 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
2379         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
2380            pagetable vsyscall mapping. */
2381         if (idx == VSYSCALL_PAGE) {
2382                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
2383                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
2384         }
2385 #endif
2386 }
2387
2388 static void __init xen_post_allocator_init(void)
2389 {
2390         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2391                 return;
2392
2393         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
2394         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
2395         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
2396 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
2397         pv_mmu_ops.set_pgd = xen_set_pgd;
2398 #endif
2399
2400         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2401            (which it hasn't) */
2402         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2403         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2404         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
2405         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
2406 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
2407         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2408         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
2409 #endif
2410
2411 #ifdef CONFIG_X86_64
2412         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2413         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
2414 #endif
2415         xen_mark_init_mm_pinned();
2416 }
2417
2418 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2419 {
2420         preempt_disable();
2421         xen_mc_flush();
2422         paravirt_leave_lazy_mmu();
2423         preempt_enable();
2424 }
2425
2426 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2427         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2428         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2429
2430         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2431         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2432
2433         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2434         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2435         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
2436         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2437
2438         .pte_update = paravirt_nop,
2439         .pte_update_defer = paravirt_nop,
2440
2441         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2442         .pgd_free = xen_pgd_free,
2443
2444         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2445         .release_pte = xen_release_pte_init,
2446         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2447         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2448
2449         .set_pte = xen_set_pte_init,
2450         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2451         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2452
2453         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2454         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2455
2456         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2457         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2458
2459         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte),
2460         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2461
2462 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2463         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2464         .pte_clear = xen_pte_clear,
2465         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2466 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2467         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2468
2469         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2470         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2471
2472 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
2473         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2474         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2475         .set_pgd = xen_set_pgd_hyper,
2476
2477         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2478         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2479 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
2480
2481         .activate_mm = xen_activate_mm,
2482         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2483         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2484
2485         .lazy_mode = {
2486                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2487                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2488                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2489         },
2490
2491         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2492 };
2493
2494 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2495 {
2496         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2497
2498         /* Optimization - we can use the HVM one but it has no idea which
2499          * VCPUs are descheduled - which means that it will needlessly IPI
2500          * them. Xen knows so let it do the job.
2501          */
2502         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
2503                 pv_mmu_ops.flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others;
2504                 return;
2505         }
2506         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2507
2508         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2509 }
2510
2511 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2512 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2513 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2514
2515 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2516 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2517                                 unsigned long *in_frames,
2518                                 unsigned long *out_frames)
2519 {
2520         int i;
2521         struct multicall_space mcs;
2522
2523         xen_mc_batch();
2524         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2525                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2526
2527                 if (in_frames)
2528                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2529
2530                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2531                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2532
2533                 if (out_frames)
2534                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2535         }
2536         xen_mc_issue(0);
2537 }
2538
2539 /*
2540  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2541  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2542  * mfn.
2543  */
2544 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2545                                      unsigned long *mfns,
2546                                      unsigned long first_mfn)
2547 {
2548         unsigned i, limit;
2549         unsigned long mfn;
2550
2551         xen_mc_batch();
2552
2553         limit = 1u << order;
2554         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2555                 struct multicall_space mcs;
2556                 unsigned flags;
2557
2558                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2559                 if (mfns)
2560                         mfn = mfns[i];
2561                 else
2562                         mfn = first_mfn + i;
2563
2564                 if (i < (limit - 1))
2565                         flags = 0;
2566                 else {
2567                         if (order == 0)
2568                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2569                         else
2570                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2571                 }
2572
2573                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2574                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2575
2576                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2577         }
2578
2579         xen_mc_issue(0);
2580 }
2581
2582 /*
2583  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2584  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2585  * input, and populates mfns as output.
2586  *
2587  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2588  * satisfy the request or not.
2589  */
2590 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2591                                unsigned long *pfns_in,
2592                                unsigned long extents_out,
2593                                unsigned int order_out,
2594                                unsigned long *mfns_out,
2595                                unsigned int address_bits)
2596 {
2597         long rc;
2598         int success;
2599
2600         struct xen_memory_exchange exchange = {
2601                 .in = {
2602                         .nr_extents   = extents_in,
2603                         .extent_order = order_in,
2604                         .extent_start = pfns_in,
2605                         .domid        = DOMID_SELF
2606                 },
2607                 .out = {
2608                         .nr_extents   = extents_out,
2609                         .extent_order = order_out,
2610                         .extent_start = mfns_out,
2611                         .address_bits = address_bits,
2612                         .domid        = DOMID_SELF
2613                 }
2614         };
2615
2616         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2617
2618         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2619         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2620
2621         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2622         BUG_ON(success && (rc != 0));
2623
2624         return success;
2625 }
2626
2627 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2628                                  unsigned int address_bits,
2629                                  dma_addr_t *dma_handle)
2630 {
2631         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2632         unsigned long  flags;
2633         int            success;
2634         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2635
2636         /*
2637          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2638          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2639          * this function are redundant and can be ignored.
2640          */
2641
2642         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2643                 return 0;
2644
2645         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2646                 return -ENOMEM;
2647
2648         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2649
2650         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2651
2652         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2653         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2654
2655         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2656         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2657         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2658                                       1, order, &out_frame,
2659                                       address_bits);
2660
2661         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2662         if (success)
2663                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2664         else
2665                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2666
2667         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2668
2669         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2670         return success ? 0 : -ENOMEM;
2671 }
2672 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2673
2674 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2675 {
2676         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2677         unsigned long  flags;
2678         int success;
2679         unsigned long vstart;
2680
2681         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2682                 return;
2683
2684         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2685                 return;
2686
2687         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2688         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2689
2690         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2691
2692         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2693         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2694
2695         /* 2. Zap current PTEs. */
2696         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2697
2698         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2699         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2700                                         0, out_frames, 0);
2701
2702         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2703         if (success)
2704                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2705         else
2706                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2707
2708         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2709 }
2710 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2711
2712 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
2713 #ifdef CONFIG_PROC_VMCORE
2714 /*
2715  * This function is used in two contexts:
2716  * - the kdump kernel has to check whether a pfn of the crashed kernel
2717  *   was a ballooned page. vmcore is using this function to decide
2718  *   whether to access a pfn of the crashed kernel.
2719  * - the kexec kernel has to check whether a pfn was ballooned by the
2720  *   previous kernel. If the pfn is ballooned, handle it properly.
2721  * Returns 0 if the pfn is not backed by a RAM page, the caller may
2722  * handle the pfn special in this case.
2723  */
2724 static int xen_oldmem_pfn_is_ram(unsigned long pfn)
2725 {
2726         struct xen_hvm_get_mem_type a = {
2727                 .domid = DOMID_SELF,
2728                 .pfn = pfn,
2729         };
2730         int ram;
2731
2732         if (HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_get_mem_type, &a))
2733                 return -ENXIO;
2734
2735         switch (a.mem_type) {
2736                 case HVMMEM_mmio_dm:
2737                         ram = 0;
2738                         break;
2739                 case HVMMEM_ram_rw:
2740                 case HVMMEM_ram_ro:
2741                 default:
2742                         ram = 1;
2743                         break;
2744         }
2745
2746         return ram;
2747 }
2748 #endif
2749
2750 static void xen_hvm_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
2751 {
2752         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2753         int rc;
2754
2755         a.domid = DOMID_SELF;
2756         a.gpa = __pa(mm->pgd);
2757         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2758         WARN_ON_ONCE(rc < 0);
2759 }
2760
2761 static int is_pagetable_dying_supported(void)
2762 {
2763         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2764         int rc = 0;
2765
2766         a.domid = DOMID_SELF;
2767         a.gpa = 0x00;
2768         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2769         if (rc < 0) {
2770                 printk(KERN_DEBUG "HVMOP_pagetable_dying not supported\n");
2771                 return 0;
2772         }
2773         return 1;
2774 }
2775
2776 void __init xen_hvm_init_mmu_ops(void)
2777 {
2778         if (is_pagetable_dying_supported())
2779                 pv_mmu_ops.exit_mmap = xen_hvm_exit_mmap;
2780 #ifdef CONFIG_PROC_VMCORE
2781         register_oldmem_pfn_is_ram(&xen_oldmem_pfn_is_ram);
2782 #endif
2783 }
2784 #endif
2785
2786 #define REMAP_BATCH_SIZE 16
2787
2788 struct remap_data {
2789         xen_pfn_t *mfn;
2790         bool contiguous;
2791         pgprot_t prot;
2792         struct mmu_update *mmu_update;
2793 };
2794
2795 static int remap_area_mfn_pte_fn(pte_t *ptep, pgtable_t token,
2796                                  unsigned long addr, void *data)
2797 {
2798         struct remap_data *rmd = data;
2799         pte_t pte = pte_mkspecial(mfn_pte(*rmd->mfn, rmd->prot));
2800
2801         /* If we have a contigious range, just update the mfn itself,
2802            else update pointer to be "next mfn". */
2803         if (rmd->contiguous)
2804                 (*rmd->mfn)++;
2805         else
2806                 rmd->mfn++;
2807
2808         rmd->mmu_update->ptr = virt_to_machine(ptep).maddr;
2809         rmd->mmu_update->val = pte_val_ma(pte);
2810         rmd->mmu_update++;
2811
2812         return 0;
2813 }
2814
2815 static int do_remap_gfn(struct vm_area_struct *vma,
2816                         unsigned long addr,
2817                         xen_pfn_t *gfn, int nr,
2818                         int *err_ptr, pgprot_t prot,
2819                         unsigned domid,
2820                         struct page **pages)
2821 {
2822         int err = 0;
2823         struct remap_data rmd;
2824         struct mmu_update mmu_update[REMAP_BATCH_SIZE];
2825         unsigned long range;
2826         int mapped = 0;
2827
2828         BUG_ON(!((vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_IO)) == (VM_PFNMAP | VM_IO)));
2829
2830         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
2831 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
2832                 /* We need to update the local page tables and the xen HAP */
2833                 return xen_xlate_remap_gfn_array(vma, addr, gfn, nr, err_ptr,
2834                                                  prot, domid, pages);
2835 #else
2836                 return -EINVAL;
2837 #endif
2838         }
2839
2840         rmd.mfn = gfn;
2841         rmd.prot = prot;
2842         /* We use the err_ptr to indicate if there we are doing a contigious
2843          * mapping or a discontigious mapping. */
2844         rmd.contiguous = !err_ptr;
2845
2846         while (nr) {
2847                 int index = 0;
2848                 int done = 0;
2849                 int batch = min(REMAP_BATCH_SIZE, nr);
2850                 int batch_left = batch;
2851                 range = (unsigned long)batch << PAGE_SHIFT;
2852
2853                 rmd.mmu_update = mmu_update;
2854                 err = apply_to_page_range(vma->vm_mm, addr, range,
2855                                           remap_area_mfn_pte_fn, &rmd);
2856                 if (err)
2857                         goto out;
2858
2859                 /* We record the error for each page that gives an error, but
2860                  * continue mapping until the whole set is done */
2861                 do {
2862                         int i;
2863
2864                         err = HYPERVISOR_mmu_update(&mmu_update[index],
2865                                                     batch_left, &done, domid);
2866
2867                         /*
2868                          * @err_ptr may be the same buffer as @gfn, so
2869                          * only clear it after each chunk of @gfn is
2870                          * used.
2871                          */
2872                         if (err_ptr) {
2873                                 for (i = index; i < index + done; i++)
2874                                         err_ptr[i] = 0;
2875                         }
2876                         if (err < 0) {
2877                                 if (!err_ptr)
2878                                         goto out;
2879                                 err_ptr[i] = err;
2880                                 done++; /* Skip failed frame. */
2881                         } else
2882                                 mapped += done;
2883                         batch_left -= done;
2884                         index += done;
2885                 } while (batch_left);
2886
2887                 nr -= batch;
2888                 addr += range;
2889                 if (err_ptr)
2890                         err_ptr += batch;
2891                 cond_resched();
2892         }
2893 out:
2894
2895         xen_flush_tlb_all();
2896
2897         return err < 0 ? err : mapped;
2898 }
2899
2900 int xen_remap_domain_gfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2901                                unsigned long addr,
2902                                xen_pfn_t gfn, int nr,
2903                                pgprot_t prot, unsigned domid,
2904                                struct page **pages)
2905 {
2906         return do_remap_gfn(vma, addr, &gfn, nr, NULL, prot, domid, pages);
2907 }
2908 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_remap_domain_gfn_range);
2909
2910 int xen_remap_domain_gfn_array(struct vm_area_struct *vma,
2911                                unsigned long addr,
2912                                xen_pfn_t *gfn, int nr,
2913                                int *err_ptr, pgprot_t prot,
2914                                unsigned domid, struct page **pages)
2915 {
2916         /* We BUG_ON because it's a programmer error to pass a NULL err_ptr,
2917          * and the consequences later is quite hard to detect what the actual
2918          * cause of "wrong memory was mapped in".
2919          */
2920         BUG_ON(err_ptr == NULL);
2921         return do_remap_gfn(vma, addr, gfn, nr, err_ptr, prot, domid, pages);
2922 }
2923 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_remap_domain_gfn_array);
2924
2925
2926 /* Returns: 0 success */
2927 int xen_unmap_domain_gfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2928                                int numpgs, struct page **pages)
2929 {
2930         if (!pages || !xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2931                 return 0;
2932
2933 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
2934         return xen_xlate_unmap_gfn_range(vma, numpgs, pages);
2935 #else
2936         return -EINVAL;
2937 #endif
2938 }
2939 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_unmap_domain_gfn_range);