GNU Linux-libre 4.4.285-gnu1
[releases.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 + PTRS_PER_PMD));
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         preempt_disable();
1320
1321         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1322
1323         op = mcs.args;
1324         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_ALL;
1325         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1326
1327         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1328
1329         preempt_enable();
1330 }
1331 static void xen_flush_tlb(void)
1332 {
1333         struct mmuext_op *op;
1334         struct multicall_space mcs;
1335
1336         preempt_disable();
1337
1338         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1339
1340         op = mcs.args;
1341         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1342         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1343
1344         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1345
1346         preempt_enable();
1347 }
1348
1349 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1350 {
1351         struct mmuext_op *op;
1352         struct multicall_space mcs;
1353
1354         trace_xen_mmu_flush_tlb_single(addr);
1355
1356         preempt_disable();
1357
1358         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1359         op = mcs.args;
1360         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1361         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1362         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1363
1364         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1365
1366         preempt_enable();
1367 }
1368
1369 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1370                                  struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1371                                  unsigned long end)
1372 {
1373         struct {
1374                 struct mmuext_op op;
1375 #ifdef CONFIG_SMP
1376                 DECLARE_BITMAP(mask, num_processors);
1377 #else
1378                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1379 #endif
1380         } *args;
1381         struct multicall_space mcs;
1382
1383         trace_xen_mmu_flush_tlb_others(cpus, mm, start, end);
1384
1385         if (cpumask_empty(cpus))
1386                 return;         /* nothing to do */
1387
1388         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
1389         args = mcs.args;
1390         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1391
1392         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1393         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1394         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1395
1396         args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1397         if (end != TLB_FLUSH_ALL && (end - start) <= PAGE_SIZE) {
1398                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1399                 args->op.arg1.linear_addr = start;
1400         }
1401
1402         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1403
1404         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1405 }
1406
1407 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1408 {
1409         return this_cpu_read(xen_cr3);
1410 }
1411
1412 static void set_current_cr3(void *v)
1413 {
1414         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1415 }
1416
1417 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1418 {
1419         struct mmuext_op op;
1420         unsigned long mfn;
1421
1422         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1423
1424         if (cr3)
1425                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1426         else
1427                 mfn = 0;
1428
1429         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1430
1431         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1432         op.arg1.mfn = mfn;
1433
1434         xen_extend_mmuext_op(&op);
1435
1436         if (kernel) {
1437                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1438
1439                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1440                    been submitted. */
1441                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1442         }
1443 }
1444 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1445 {
1446         BUG_ON(preemptible());
1447
1448         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1449
1450         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1451            respect to ipis */
1452         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1453
1454         __xen_write_cr3(true, cr3);
1455
1456 #ifdef CONFIG_X86_64
1457         {
1458                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1459                 if (user_pgd)
1460                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1461                 else
1462                         __xen_write_cr3(false, 0);
1463         }
1464 #endif
1465
1466         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1467 }
1468
1469 #ifdef CONFIG_X86_64
1470 /*
1471  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1472  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1473  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropiate them in the
1474  * init_level4_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1475  * the new init_level4_pgt - and continue on.
1476  *
1477  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1478  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1479  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1480  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1481  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1482  * at this point.
1483  *
1484  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1485  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1486  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1487  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1488  * hypervisor is in ring 0.
1489  */
1490 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1491 {
1492         BUG_ON(preemptible());
1493
1494         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1495
1496         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1497            respect to ipis */
1498         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1499
1500         __xen_write_cr3(true, cr3);
1501
1502         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1503 }
1504 #endif
1505
1506 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1507 {
1508         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1509         int ret = 0;
1510
1511         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1512
1513 #ifdef CONFIG_X86_64
1514         {
1515                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1516                 pgd_t *user_pgd;
1517
1518                 BUG_ON(page->private != 0);
1519
1520                 ret = -ENOMEM;
1521
1522                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1523                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1524
1525                 if (user_pgd != NULL) {
1526 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
1527                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1528                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1529 #endif
1530                         ret = 0;
1531                 }
1532
1533                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1534         }
1535 #endif
1536
1537         return ret;
1538 }
1539
1540 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1541 {
1542 #ifdef CONFIG_X86_64
1543         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1544
1545         if (user_pgd)
1546                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1547 #endif
1548 }
1549
1550 #ifdef CONFIG_X86_32
1551 static pte_t __init mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1552 {
1553         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1554         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1555                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1556                                pte_val_ma(pte));
1557
1558         return pte;
1559 }
1560 #else /* CONFIG_X86_64 */
1561 static pte_t __init mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1562 {
1563         unsigned long pfn;
1564
1565         if (xen_feature(XENFEAT_writable_page_tables) ||
1566             xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap) ||
1567             xen_start_info->mfn_list >= __START_KERNEL_map)
1568                 return pte;
1569
1570         /*
1571          * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
1572          * address range must be mapped read-only. This region contains the
1573          * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
1574          * mapped read-only.
1575          */
1576         pfn = pte_pfn(pte);
1577         if (pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
1578             pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
1579                 pte = __pte_ma(pte_val_ma(pte) & ~_PAGE_RW);
1580
1581         return pte;
1582 }
1583 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1584
1585 /*
1586  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1587  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1588  *
1589  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1590  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1591  * drivers/xen/balloon.c).
1592  *
1593  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1594  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1595  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1596  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1597  * emulating any updates as necessary.
1598  */
1599 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1600 {
1601         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY)
1602                 pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
1603         else
1604                 pte = __pte_ma(0);
1605
1606         native_set_pte(ptep, pte);
1607 }
1608
1609 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1610    everything is pinned. */
1611 static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1612 {
1613 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1614         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1615 #endif
1616         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1617         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1618 }
1619
1620 /* Used for pmd and pud */
1621 static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1622 {
1623 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1624         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1625 #endif
1626         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1627 }
1628
1629 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1630    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1631 static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1632 {
1633         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1634         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1635 }
1636
1637 static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1638 {
1639         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1640 }
1641
1642 static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1643 {
1644         struct multicall_space mcs;
1645         struct mmuext_op *op;
1646
1647         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1648         op = mcs.args;
1649         op->cmd = cmd;
1650         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1651
1652         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
1653 }
1654
1655 static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1656 {
1657         struct multicall_space mcs;
1658         unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
1659
1660         mcs = __xen_mc_entry(0);
1661         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
1662                                 pfn_pte(pfn, prot), 0);
1663 }
1664
1665 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1666    attached to a pinned pagetable. */
1667 static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
1668                                     unsigned level)
1669 {
1670         bool pinned = PagePinned(virt_to_page(mm->pgd));
1671
1672         trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);
1673
1674         if (pinned) {
1675                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1676
1677                 SetPagePinned(page);
1678
1679                 if (!PageHighMem(page)) {
1680                         xen_mc_batch();
1681
1682                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
1683
1684                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1685                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1686
1687                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1688                 } else {
1689                         /* make sure there are no stray mappings of
1690                            this page */
1691                         kmap_flush_unused();
1692                 }
1693         }
1694 }
1695
1696 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1697 {
1698         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1699 }
1700
1701 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1702 {
1703         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1704 }
1705
1706 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1707 static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1708 {
1709         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1710         bool pinned = PagePinned(page);
1711
1712         trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);
1713
1714         if (pinned) {
1715                 if (!PageHighMem(page)) {
1716                         xen_mc_batch();
1717
1718                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1719                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1720
1721                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);
1722
1723                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1724                 }
1725                 ClearPagePinned(page);
1726         }
1727 }
1728
1729 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1730 {
1731         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1732 }
1733
1734 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1735 {
1736         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1737 }
1738
1739 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
1740 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1741 {
1742         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1743 }
1744
1745 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1746 {
1747         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1748 }
1749 #endif
1750
1751 void __init xen_reserve_top(void)
1752 {
1753 #ifdef CONFIG_X86_32
1754         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1755         struct xen_platform_parameters pp;
1756
1757         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1758                 top = pp.virt_start;
1759
1760         reserve_top_address(-top);
1761 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1762 }
1763
1764 /*
1765  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1766  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1767  */
1768 static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
1769 {
1770 #ifdef CONFIG_X86_64
1771         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1772 #else
1773         return __va(paddr);
1774 #endif
1775 }
1776
1777 /* Convert a machine address to physical address */
1778 static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
1779 {
1780         phys_addr_t paddr;
1781
1782         maddr &= PTE_PFN_MASK;
1783         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1784
1785         return paddr;
1786 }
1787
1788 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1789 static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
1790 {
1791         return __ka(m2p(maddr));
1792 }
1793
1794 /* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
1795 static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
1796                                        unsigned long flags)
1797 {
1798         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1799         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1800
1801         /* For PVH no need to set R/O or R/W to pin them or unpin them. */
1802         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1803                 return;
1804
1805         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1806                 BUG();
1807 }
1808 static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1809 {
1810         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1811 }
1812 #ifdef CONFIG_X86_32
1813 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1814 {
1815         unsigned pmdidx, pteidx;
1816         unsigned ident_pte;
1817         unsigned long pfn;
1818
1819         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1820                                       PAGE_SIZE);
1821
1822         ident_pte = 0;
1823         pfn = 0;
1824         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1825                 pte_t *pte_page;
1826
1827                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1828                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1829                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1830                 else {
1831                         /* Check for free pte pages */
1832                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1833                                 break;
1834
1835                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1836                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1837
1838                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1839                 }
1840
1841                 /* Install mappings */
1842                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1843                         pte_t pte;
1844
1845                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1846                                 max_pfn_mapped = pfn;
1847
1848                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1849                                 continue;
1850
1851                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1852                         pte_page[pteidx] = pte;
1853                 }
1854         }
1855
1856         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1857                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1858
1859         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1860 }
1861 #endif
1862 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1863 {
1864         struct xen_machphys_mapping mapping;
1865
1866         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1867                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1868                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1869         } else {
1870                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1871         }
1872 #ifdef CONFIG_X86_32
1873         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1874                 < machine_to_phys_mapping);
1875 #endif
1876 }
1877
1878 #ifdef CONFIG_X86_64
1879 static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
1880 {
1881         pte_t *pte = v;
1882         int i;
1883
1884         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1885            as ptes. */
1886         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1887                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1888 }
1889 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1890                                  unsigned long addr)
1891 {
1892         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1893                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1894                 clear_page((void *)addr);
1895                 (*pt_base)++;
1896         }
1897         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1898                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1899                 clear_page((void *)addr);
1900                 (*pt_end)--;
1901         }
1902 }
1903 /*
1904  * Set up the initial kernel pagetable.
1905  *
1906  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1907  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1908  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1909  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1910  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1911  * mapping once some sort of allocator has been set up.  NOTE: for
1912  * PVH, the page tables are native.
1913  */
1914 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1915 {
1916         pud_t *l3;
1917         pmd_t *l2;
1918         unsigned long addr[3];
1919         unsigned long pt_base, pt_end;
1920         unsigned i;
1921
1922         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1923          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1924          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1925          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1926         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
1927                 max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
1928         else
1929                 max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1930
1931         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1932         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1933
1934         /* Zap identity mapping */
1935         init_level4_pgt[0] = __pgd(0);
1936
1937         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1938                 /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1939                 /* L4[272] -> level3_ident_pgt
1940                  * L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1941                 convert_pfn_mfn(init_level4_pgt);
1942
1943                 /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1944                 convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1945                 /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt
1946                  * L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1947                 convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1948
1949                 /* L3_k[511][506] -> level1_fixmap_pgt */
1950                 convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1951         }
1952         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1953         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1954         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1955
1956         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1957         addr[1] = (unsigned long)l3;
1958         addr[2] = (unsigned long)l2;
1959         /* Graft it onto L4[272][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1960          * Both L4[272][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1961          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1962          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1963          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1964          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1965         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1966         /* Graft it onto L4[511][510] */
1967         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1968
1969         /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
1970         i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
1971         if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
1972                 init_level4_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];
1973
1974         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1975                 /* Make pagetable pieces RO */
1976                 set_page_prot(init_level4_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1977                 set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1978                 set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1979                 set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1980                 set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1981                 set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1982                 set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1983                 set_page_prot(level1_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1984
1985                 /* Pin down new L4 */
1986                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1987                                   PFN_DOWN(__pa_symbol(init_level4_pgt)));
1988
1989                 /* Unpin Xen-provided one */
1990                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1991
1992                 /*
1993                  * At this stage there can be no user pgd, and no page
1994                  * structure to attach it to, so make sure we just set kernel
1995                  * pgd.
1996                  */
1997                 xen_mc_batch();
1998                 __xen_write_cr3(true, __pa(init_level4_pgt));
1999                 xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
2000         } else
2001                 native_write_cr3(__pa(init_level4_pgt));
2002
2003         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
2004          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
2005          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
2006          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
2007          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
2008          */
2009         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
2010                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
2011
2012         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
2013         xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
2014         xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
2015         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2016
2017         /* Revector the xen_start_info */
2018         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Read a value from a physical address.
2023  */
2024 static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
2025 {
2026         unsigned long *vaddr;
2027         unsigned long val;
2028
2029         vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
2030         val = *vaddr;
2031         early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
2032         return val;
2033 }
2034
2035 /*
2036  * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
2037  * page tables. Don't rely on big pages being aligned in (guest) physical
2038  * space!
2039  */
2040 static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
2041 {
2042         phys_addr_t pa;
2043         pgd_t pgd;
2044         pud_t pud;
2045         pmd_t pmd;
2046         pte_t pte;
2047
2048         pa = read_cr3();
2049         pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
2050                                                        sizeof(pgd)));
2051         if (!pgd_present(pgd))
2052                 return 0;
2053
2054         pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
2055         pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
2056                                                        sizeof(pud)));
2057         if (!pud_present(pud))
2058                 return 0;
2059         pa = pud_val(pud) & PTE_PFN_MASK;
2060         if (pud_large(pud))
2061                 return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);
2062
2063         pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
2064                                                        sizeof(pmd)));
2065         if (!pmd_present(pmd))
2066                 return 0;
2067         pa = pmd_val(pmd) & PTE_PFN_MASK;
2068         if (pmd_large(pmd))
2069                 return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);
2070
2071         pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
2072                                                        sizeof(pte)));
2073         if (!pte_present(pte))
2074                 return 0;
2075         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
2076
2077         return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
2082  * this area.
2083  */
2084 void __init xen_relocate_p2m(void)
2085 {
2086         phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys;
2087         unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
2088         int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud;
2089         pte_t *pt;
2090         pmd_t *pmd;
2091         pud_t *pud;
2092         pgd_t *pgd;
2093         unsigned long *new_p2m;
2094
2095         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
2096         n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
2097         n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
2098         n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
2099         n_pud = roundup(size, PGDIR_SIZE) >> PGDIR_SHIFT;
2100         n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud;
2101
2102         new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
2103         if (!new_area) {
2104                 xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
2105                 BUG();
2106         }
2107
2108         /*
2109          * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
2110          * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
2111          * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
2112          * address depending on the Xen version.
2113          * To avoid any possible virtual address collision, just use
2114          * 2 * PUD_SIZE for the new area.
2115          */
2116         pud_phys = new_area;
2117         pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
2118         pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
2119         p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;
2120
2121         pgd = __va(read_cr3());
2122         new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
2123         for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
2124                 pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
2125                 clear_page(pud);
2126                 for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
2127                      idx_pmd++) {
2128                         pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
2129                         clear_page(pmd);
2130                         for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
2131                              idx_pt++) {
2132                                 pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
2133                                 clear_page(pt);
2134                                 for (idx_pte = 0;
2135                                      idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
2136                                      idx_pte++) {
2137                                         set_pte(pt + idx_pte,
2138                                                 pfn_pte(p2m_pfn, PAGE_KERNEL));
2139                                         p2m_pfn++;
2140                                 }
2141                                 n_pte -= PTRS_PER_PTE;
2142                                 early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
2143                                 make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
2144                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
2145                                                   PFN_DOWN(pt_phys));
2146                                 set_pmd(pmd + idx_pt,
2147                                         __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys));
2148                                 pt_phys += PAGE_SIZE;
2149                         }
2150                         n_pt -= PTRS_PER_PMD;
2151                         early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
2152                         make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
2153                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
2154                                           PFN_DOWN(pmd_phys));
2155                         set_pud(pud + idx_pmd, __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys));
2156                         pmd_phys += PAGE_SIZE;
2157                 }
2158                 n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
2159                 early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
2160                 make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
2161                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
2162                 set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2163                 pud_phys += PAGE_SIZE;
2164         }
2165
2166         /* Now copy the old p2m info to the new area. */
2167         memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
2168         xen_p2m_addr = new_p2m;
2169
2170         /* Release the old p2m list and set new list info. */
2171         p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
2172         BUG_ON(!p2m_pfn);
2173         p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);
2174
2175         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
2176                 pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
2177                 pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
2178                           xen_start_info->nr_p2m_frames;
2179                 set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
2180         } else {
2181                 pfn = p2m_pfn;
2182                 pfn_end = p2m_pfn_end;
2183         }
2184
2185         memblock_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
2186         while (pfn < pfn_end) {
2187                 if (pfn == p2m_pfn) {
2188                         pfn = p2m_pfn_end;
2189                         continue;
2190                 }
2191                 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
2192                 pfn++;
2193         }
2194
2195         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
2196         xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
2197         xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
2198 }
2199
2200 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
2201 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2202 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2203
2204 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
2205 {
2206         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
2207
2208         BUG_ON(read_cr3() != __pa(initial_page_table));
2209         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
2210
2211         /*
2212          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
2213          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
2214          * read-only and then pin it.
2215          *
2216          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
2217          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
2218          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
2219          * swapper_pg_dir.
2220          */
2221         swapper_kernel_pmd =
2222                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2223         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
2224         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2225                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2226         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2227
2228         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
2229         xen_write_cr3(cr3);
2230         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
2231
2232         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
2233                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2234         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2235         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2236
2237         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2238 }
2239
2240 /*
2241  * For 32 bit domains xen_start_info->pt_base is the pgd address which might be
2242  * not the first page table in the page table pool.
2243  * Iterate through the initial page tables to find the real page table base.
2244  */
2245 static phys_addr_t xen_find_pt_base(pmd_t *pmd)
2246 {
2247         phys_addr_t pt_base, paddr;
2248         unsigned pmdidx;
2249
2250         pt_base = min(__pa(xen_start_info->pt_base), __pa(pmd));
2251
2252         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++)
2253                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]) && !pmd_large(pmd[pmdidx])) {
2254                         paddr = m2p(pmd[pmdidx].pmd);
2255                         pt_base = min(pt_base, paddr);
2256                 }
2257
2258         return pt_base;
2259 }
2260
2261 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2262 {
2263         pmd_t *kernel_pmd;
2264
2265         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2266
2267         xen_pt_base = xen_find_pt_base(kernel_pmd);
2268         xen_pt_size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
2269
2270         initial_kernel_pmd =
2271                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2272
2273         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(xen_pt_base + xen_pt_size + 512 * 1024);
2274
2275         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2276
2277         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2278
2279         copy_page(initial_page_table, pgd);
2280         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2281                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2282
2283         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2284         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2285         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2286
2287         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2288
2289         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2290                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2291         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2292
2293         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2294 }
2295 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2296
2297 void __init xen_reserve_special_pages(void)
2298 {
2299         phys_addr_t paddr;
2300
2301         memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
2302         if (xen_start_info->store_mfn) {
2303                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
2304                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2305         }
2306         if (!xen_initial_domain()) {
2307                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
2308                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2309         }
2310 }
2311
2312 void __init xen_pt_check_e820(void)
2313 {
2314         if (xen_is_e820_reserved(xen_pt_base, xen_pt_size)) {
2315                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated page table memory conflicts with E820 map\n");
2316                 BUG();
2317         }
2318 }
2319
2320 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2321
2322 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2323 {
2324         pte_t pte;
2325
2326         phys >>= PAGE_SHIFT;
2327
2328         switch (idx) {
2329         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2330         case FIX_RO_IDT:
2331 #ifdef CONFIG_X86_32
2332         case FIX_WP_TEST:
2333 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2334         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2335 # endif
2336 #elif defined(CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION)
2337         case VSYSCALL_PAGE:
2338 #endif
2339         case FIX_TEXT_POKE0:
2340         case FIX_TEXT_POKE1:
2341                 /* All local page mappings */
2342                 pte = pfn_pte(phys, prot);
2343                 break;
2344
2345 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2346         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
2347                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2348                 break;
2349 #endif
2350
2351 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
2352         case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
2353                 /*
2354                  * We just don't map the IO APIC - all access is via
2355                  * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
2356                  */
2357                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2358                 break;
2359 #endif
2360
2361         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
2362                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
2363                    IO domain */
2364                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2365                 break;
2366
2367         default:
2368                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
2369                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2370                 break;
2371         }
2372
2373         __native_set_fixmap(idx, pte);
2374
2375 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
2376         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
2377            pagetable vsyscall mapping. */
2378         if (idx == VSYSCALL_PAGE) {
2379                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
2380                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
2381         }
2382 #endif
2383 }
2384
2385 static void __init xen_post_allocator_init(void)
2386 {
2387         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2388                 return;
2389
2390         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
2391         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
2392         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
2393 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
2394         pv_mmu_ops.set_pgd = xen_set_pgd;
2395 #endif
2396
2397         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2398            (which it hasn't) */
2399         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2400         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2401         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
2402         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
2403 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
2404         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2405         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
2406 #endif
2407
2408 #ifdef CONFIG_X86_64
2409         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2410         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
2411 #endif
2412         xen_mark_init_mm_pinned();
2413 }
2414
2415 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2416 {
2417         preempt_disable();
2418         xen_mc_flush();
2419         paravirt_leave_lazy_mmu();
2420         preempt_enable();
2421 }
2422
2423 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2424         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2425         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2426
2427         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2428         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2429
2430         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2431         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2432         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
2433         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2434
2435         .pte_update = paravirt_nop,
2436         .pte_update_defer = paravirt_nop,
2437
2438         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2439         .pgd_free = xen_pgd_free,
2440
2441         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2442         .release_pte = xen_release_pte_init,
2443         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2444         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2445
2446         .set_pte = xen_set_pte_init,
2447         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2448         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2449
2450         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2451         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2452
2453         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2454         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2455
2456         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte),
2457         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2458
2459 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2460         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2461         .pte_clear = xen_pte_clear,
2462         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2463 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2464         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2465
2466         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2467         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2468
2469 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
2470         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2471         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2472         .set_pgd = xen_set_pgd_hyper,
2473
2474         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2475         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2476 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
2477
2478         .activate_mm = xen_activate_mm,
2479         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2480         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2481
2482         .lazy_mode = {
2483                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2484                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2485                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2486         },
2487
2488         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2489 };
2490
2491 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2492 {
2493         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2494
2495         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2496                 return;
2497
2498         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2499
2500         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2501 }
2502
2503 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2504 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2505 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2506
2507 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2508 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2509                                 unsigned long *in_frames,
2510                                 unsigned long *out_frames)
2511 {
2512         int i;
2513         struct multicall_space mcs;
2514
2515         xen_mc_batch();
2516         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2517                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2518
2519                 if (in_frames)
2520                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2521
2522                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2523                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2524
2525                 if (out_frames)
2526                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2527         }
2528         xen_mc_issue(0);
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2533  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2534  * mfn.
2535  */
2536 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2537                                      unsigned long *mfns,
2538                                      unsigned long first_mfn)
2539 {
2540         unsigned i, limit;
2541         unsigned long mfn;
2542
2543         xen_mc_batch();
2544
2545         limit = 1u << order;
2546         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2547                 struct multicall_space mcs;
2548                 unsigned flags;
2549
2550                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2551                 if (mfns)
2552                         mfn = mfns[i];
2553                 else
2554                         mfn = first_mfn + i;
2555
2556                 if (i < (limit - 1))
2557                         flags = 0;
2558                 else {
2559                         if (order == 0)
2560                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2561                         else
2562                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2563                 }
2564
2565                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2566                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2567
2568                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2569         }
2570
2571         xen_mc_issue(0);
2572 }
2573
2574 /*
2575  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2576  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2577  * input, and populates mfns as output.
2578  *
2579  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2580  * satisfy the request or not.
2581  */
2582 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2583                                unsigned long *pfns_in,
2584                                unsigned long extents_out,
2585                                unsigned int order_out,
2586                                unsigned long *mfns_out,
2587                                unsigned int address_bits)
2588 {
2589         long rc;
2590         int success;
2591
2592         struct xen_memory_exchange exchange = {
2593                 .in = {
2594                         .nr_extents   = extents_in,
2595                         .extent_order = order_in,
2596                         .extent_start = pfns_in,
2597                         .domid        = DOMID_SELF
2598                 },
2599                 .out = {
2600                         .nr_extents   = extents_out,
2601                         .extent_order = order_out,
2602                         .extent_start = mfns_out,
2603                         .address_bits = address_bits,
2604                         .domid        = DOMID_SELF
2605                 }
2606         };
2607
2608         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2609
2610         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2611         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2612
2613         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2614         BUG_ON(success && (rc != 0));
2615
2616         return success;
2617 }
2618
2619 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2620                                  unsigned int address_bits,
2621                                  dma_addr_t *dma_handle)
2622 {
2623         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2624         unsigned long  flags;
2625         int            success;
2626         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2627
2628         /*
2629          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2630          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2631          * this function are redundant and can be ignored.
2632          */
2633
2634         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2635                 return 0;
2636
2637         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2638                 return -ENOMEM;
2639
2640         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2641
2642         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2643
2644         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2645         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2646
2647         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2648         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2649         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2650                                       1, order, &out_frame,
2651                                       address_bits);
2652
2653         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2654         if (success)
2655                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2656         else
2657                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2658
2659         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2660
2661         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2662         return success ? 0 : -ENOMEM;
2663 }
2664 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2665
2666 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2667 {
2668         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2669         unsigned long  flags;
2670         int success;
2671         unsigned long vstart;
2672
2673         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2674                 return;
2675
2676         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2677                 return;
2678
2679         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2680         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2681
2682         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2683
2684         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2685         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2686
2687         /* 2. Zap current PTEs. */
2688         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2689
2690         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2691         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2692                                         0, out_frames, 0);
2693
2694         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2695         if (success)
2696                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2697         else
2698                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2699
2700         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2701 }
2702 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2703
2704 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
2705 #ifdef CONFIG_PROC_VMCORE
2706 /*
2707  * This function is used in two contexts:
2708  * - the kdump kernel has to check whether a pfn of the crashed kernel
2709  *   was a ballooned page. vmcore is using this function to decide
2710  *   whether to access a pfn of the crashed kernel.
2711  * - the kexec kernel has to check whether a pfn was ballooned by the
2712  *   previous kernel. If the pfn is ballooned, handle it properly.
2713  * Returns 0 if the pfn is not backed by a RAM page, the caller may
2714  * handle the pfn special in this case.
2715  */
2716 static int xen_oldmem_pfn_is_ram(unsigned long pfn)
2717 {
2718         struct xen_hvm_get_mem_type a = {
2719                 .domid = DOMID_SELF,
2720                 .pfn = pfn,
2721         };
2722         int ram;
2723
2724         if (HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_get_mem_type, &a))
2725                 return -ENXIO;
2726
2727         switch (a.mem_type) {
2728                 case HVMMEM_mmio_dm:
2729                         ram = 0;
2730                         break;
2731                 case HVMMEM_ram_rw:
2732                 case HVMMEM_ram_ro:
2733                 default:
2734                         ram = 1;
2735                         break;
2736         }
2737
2738         return ram;
2739 }
2740 #endif
2741
2742 static void xen_hvm_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
2743 {
2744         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2745         int rc;
2746
2747         a.domid = DOMID_SELF;
2748         a.gpa = __pa(mm->pgd);
2749         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2750         WARN_ON_ONCE(rc < 0);
2751 }
2752
2753 static int is_pagetable_dying_supported(void)
2754 {
2755         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2756         int rc = 0;
2757
2758         a.domid = DOMID_SELF;
2759         a.gpa = 0x00;
2760         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2761         if (rc < 0) {
2762                 printk(KERN_DEBUG "HVMOP_pagetable_dying not supported\n");
2763                 return 0;
2764         }
2765         return 1;
2766 }
2767
2768 void __init xen_hvm_init_mmu_ops(void)
2769 {
2770         if (is_pagetable_dying_supported())
2771                 pv_mmu_ops.exit_mmap = xen_hvm_exit_mmap;
2772 #ifdef CONFIG_PROC_VMCORE
2773         register_oldmem_pfn_is_ram(&xen_oldmem_pfn_is_ram);
2774 #endif
2775 }
2776 #endif
2777
2778 #define REMAP_BATCH_SIZE 16
2779
2780 struct remap_data {
2781         xen_pfn_t *mfn;
2782         bool contiguous;
2783         pgprot_t prot;
2784         struct mmu_update *mmu_update;
2785 };
2786
2787 static int remap_area_mfn_pte_fn(pte_t *ptep, pgtable_t token,
2788                                  unsigned long addr, void *data)
2789 {
2790         struct remap_data *rmd = data;
2791         pte_t pte = pte_mkspecial(mfn_pte(*rmd->mfn, rmd->prot));
2792
2793         /* If we have a contigious range, just update the mfn itself,
2794            else update pointer to be "next mfn". */
2795         if (rmd->contiguous)
2796                 (*rmd->mfn)++;
2797         else
2798                 rmd->mfn++;
2799
2800         rmd->mmu_update->ptr = virt_to_machine(ptep).maddr;
2801         rmd->mmu_update->val = pte_val_ma(pte);
2802         rmd->mmu_update++;
2803
2804         return 0;
2805 }
2806
2807 static int do_remap_gfn(struct vm_area_struct *vma,
2808                         unsigned long addr,
2809                         xen_pfn_t *gfn, int nr,
2810                         int *err_ptr, pgprot_t prot,
2811                         unsigned domid,
2812                         struct page **pages)
2813 {
2814         int err = 0;
2815         struct remap_data rmd;
2816         struct mmu_update mmu_update[REMAP_BATCH_SIZE];
2817         unsigned long range;
2818         int mapped = 0;
2819
2820         BUG_ON(!((vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_IO)) == (VM_PFNMAP | VM_IO)));
2821
2822         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
2823 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
2824                 /* We need to update the local page tables and the xen HAP */
2825                 return xen_xlate_remap_gfn_array(vma, addr, gfn, nr, err_ptr,
2826                                                  prot, domid, pages);
2827 #else
2828                 return -EINVAL;
2829 #endif
2830         }
2831
2832         rmd.mfn = gfn;
2833         rmd.prot = prot;
2834         /* We use the err_ptr to indicate if there we are doing a contigious
2835          * mapping or a discontigious mapping. */
2836         rmd.contiguous = !err_ptr;
2837
2838         while (nr) {
2839                 int index = 0;
2840                 int done = 0;
2841                 int batch = min(REMAP_BATCH_SIZE, nr);
2842                 int batch_left = batch;
2843                 range = (unsigned long)batch << PAGE_SHIFT;
2844
2845                 rmd.mmu_update = mmu_update;
2846                 err = apply_to_page_range(vma->vm_mm, addr, range,
2847                                           remap_area_mfn_pte_fn, &rmd);
2848                 if (err)
2849                         goto out;
2850
2851                 /* We record the error for each page that gives an error, but
2852                  * continue mapping until the whole set is done */
2853                 do {
2854                         int i;
2855
2856                         err = HYPERVISOR_mmu_update(&mmu_update[index],
2857                                                     batch_left, &done, domid);
2858
2859                         /*
2860                          * @err_ptr may be the same buffer as @gfn, so
2861                          * only clear it after each chunk of @gfn is
2862                          * used.
2863                          */
2864                         if (err_ptr) {
2865                                 for (i = index; i < index + done; i++)
2866                                         err_ptr[i] = 0;
2867                         }
2868                         if (err < 0) {
2869                                 if (!err_ptr)
2870                                         goto out;
2871                                 err_ptr[i] = err;
2872                                 done++; /* Skip failed frame. */
2873                         } else
2874                                 mapped += done;
2875                         batch_left -= done;
2876                         index += done;
2877                 } while (batch_left);
2878
2879                 nr -= batch;
2880                 addr += range;
2881                 if (err_ptr)
2882                         err_ptr += batch;
2883                 cond_resched();
2884         }
2885 out:
2886
2887         xen_flush_tlb_all();
2888
2889         return err < 0 ? err : mapped;
2890 }
2891
2892 int xen_remap_domain_gfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2893                                unsigned long addr,
2894                                xen_pfn_t gfn, int nr,
2895                                pgprot_t prot, unsigned domid,
2896                                struct page **pages)
2897 {
2898         return do_remap_gfn(vma, addr, &gfn, nr, NULL, prot, domid, pages);
2899 }
2900 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_remap_domain_gfn_range);
2901
2902 int xen_remap_domain_gfn_array(struct vm_area_struct *vma,
2903                                unsigned long addr,
2904                                xen_pfn_t *gfn, int nr,
2905                                int *err_ptr, pgprot_t prot,
2906                                unsigned domid, struct page **pages)
2907 {
2908         /* We BUG_ON because it's a programmer error to pass a NULL err_ptr,
2909          * and the consequences later is quite hard to detect what the actual
2910          * cause of "wrong memory was mapped in".
2911          */
2912         BUG_ON(err_ptr == NULL);
2913         return do_remap_gfn(vma, addr, gfn, nr, err_ptr, prot, domid, pages);
2914 }
2915 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_remap_domain_gfn_array);
2916
2917
2918 /* Returns: 0 success */
2919 int xen_unmap_domain_gfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2920                                int numpgs, struct page **pages)
2921 {
2922         if (!pages || !xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2923                 return 0;
2924
2925 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
2926         return xen_xlate_unmap_gfn_range(vma, numpgs, pages);
2927 #else
2928         return -EINVAL;
2929 #endif
2930 }
2931 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_unmap_domain_gfn_range);