]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/x86/xen/mmu_pv.c
Merge tag 'scsi-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jejb/scsi
[karo-tx-linux.git] / arch / x86 / xen / mmu_pv.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/mm.h>
42 #include <linux/highmem.h>
43 #include <linux/debugfs.h>
44 #include <linux/bug.h>
45 #include <linux/vmalloc.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/init.h>
48 #include <linux/gfp.h>
49 #include <linux/memblock.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/crash_dump.h>
52 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
53 #include <linux/kexec.h>
54 #endif
55
56 #include <trace/events/xen.h>
57
58 #include <asm/pgtable.h>
59 #include <asm/tlbflush.h>
60 #include <asm/fixmap.h>
61 #include <asm/mmu_context.h>
62 #include <asm/setup.h>
63 #include <asm/paravirt.h>
64 #include <asm/e820/api.h>
65 #include <asm/linkage.h>
66 #include <asm/page.h>
67 #include <asm/init.h>
68 #include <asm/pat.h>
69 #include <asm/smp.h>
70
71 #include <asm/xen/hypercall.h>
72 #include <asm/xen/hypervisor.h>
73
74 #include <xen/xen.h>
75 #include <xen/page.h>
76 #include <xen/interface/xen.h>
77 #include <xen/interface/hvm/hvm_op.h>
78 #include <xen/interface/version.h>
79 #include <xen/interface/memory.h>
80 #include <xen/hvc-console.h>
81
82 #include "multicalls.h"
83 #include "mmu.h"
84 #include "debugfs.h"
85
86 #ifdef CONFIG_X86_32
87 /*
88  * Identity map, in addition to plain kernel map.  This needs to be
89  * large enough to allocate page table pages to allocate the rest.
90  * Each page can map 2MB.
91  */
92 #define LEVEL1_IDENT_ENTRIES    (PTRS_PER_PTE * 4)
93 static RESERVE_BRK_ARRAY(pte_t, level1_ident_pgt, LEVEL1_IDENT_ENTRIES);
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_X86_64
96 /* l3 pud for userspace vsyscall mapping */
97 static pud_t level3_user_vsyscall[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
98 #endif /* CONFIG_X86_64 */
99
100 /*
101  * Note about cr3 (pagetable base) values:
102  *
103  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
104  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
105  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
106  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
107  * be self-consistent.
108  *
109  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
110  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
111  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
112  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
113  */
114 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
115 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
116
117 static phys_addr_t xen_pt_base, xen_pt_size __initdata;
118
119 /*
120  * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
121  * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
122  */
123 #define USER_LIMIT      ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)
124
125 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
126 {
127         pte_t *pte, ptev;
128         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
129         unsigned int level;
130
131         pte = lookup_address(address, &level);
132         if (pte == NULL)
133                 return;         /* vaddr missing */
134
135         ptev = pte_wrprotect(*pte);
136
137         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
138                 BUG();
139 }
140
141 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
142 {
143         pte_t *pte, ptev;
144         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
145         unsigned int level;
146
147         pte = lookup_address(address, &level);
148         if (pte == NULL)
149                 return;         /* vaddr missing */
150
151         ptev = pte_mkwrite(*pte);
152
153         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
154                 BUG();
155 }
156
157
158 static bool xen_page_pinned(void *ptr)
159 {
160         struct page *page = virt_to_page(ptr);
161
162         return PagePinned(page);
163 }
164
165 void xen_set_domain_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval, unsigned domid)
166 {
167         struct multicall_space mcs;
168         struct mmu_update *u;
169
170         trace_xen_mmu_set_domain_pte(ptep, pteval, domid);
171
172         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*u));
173         u = mcs.args;
174
175         /* ptep might be kmapped when using 32-bit HIGHPTE */
176         u->ptr = virt_to_machine(ptep).maddr;
177         u->val = pte_val_ma(pteval);
178
179         MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, domid);
180
181         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
182 }
183 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_set_domain_pte);
184
185 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
186 {
187         struct multicall_space mcs;
188         struct mmu_update *u;
189
190         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
191
192         if (mcs.mc != NULL) {
193                 mcs.mc->args[1]++;
194         } else {
195                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
196                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
197         }
198
199         u = mcs.args;
200         *u = *update;
201 }
202
203 static void xen_extend_mmuext_op(const struct mmuext_op *op)
204 {
205         struct multicall_space mcs;
206         struct mmuext_op *u;
207
208         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmuext_op, sizeof(*u));
209
210         if (mcs.mc != NULL) {
211                 mcs.mc->args[1]++;
212         } else {
213                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
214                 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
215         }
216
217         u = mcs.args;
218         *u = *op;
219 }
220
221 static void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
222 {
223         struct mmu_update u;
224
225         preempt_disable();
226
227         xen_mc_batch();
228
229         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
230         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
231         u.val = pmd_val_ma(val);
232         xen_extend_mmu_update(&u);
233
234         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
235
236         preempt_enable();
237 }
238
239 static void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
240 {
241         trace_xen_mmu_set_pmd(ptr, val);
242
243         /* If page is not pinned, we can just update the entry
244            directly */
245         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
246                 *ptr = val;
247                 return;
248         }
249
250         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
251 }
252
253 /*
254  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
255  * and protection flags for that frame.
256  */
257 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
258 {
259         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
260 }
261
262 static bool xen_batched_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
263 {
264         struct mmu_update u;
265
266         if (paravirt_get_lazy_mode() != PARAVIRT_LAZY_MMU)
267                 return false;
268
269         xen_mc_batch();
270
271         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
272         u.val = pte_val_ma(pteval);
273         xen_extend_mmu_update(&u);
274
275         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
276
277         return true;
278 }
279
280 static inline void __xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
281 {
282         if (!xen_batched_set_pte(ptep, pteval)) {
283                 /*
284                  * Could call native_set_pte() here and trap and
285                  * emulate the PTE write but with 32-bit guests this
286                  * needs two traps (one for each of the two 32-bit
287                  * words in the PTE) so do one hypercall directly
288                  * instead.
289                  */
290                 struct mmu_update u;
291
292                 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
293                 u.val = pte_val_ma(pteval);
294                 HYPERVISOR_mmu_update(&u, 1, NULL, DOMID_SELF);
295         }
296 }
297
298 static void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
299 {
300         trace_xen_mmu_set_pte(ptep, pteval);
301         __xen_set_pte(ptep, pteval);
302 }
303
304 static void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
305                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
306 {
307         trace_xen_mmu_set_pte_at(mm, addr, ptep, pteval);
308         __xen_set_pte(ptep, pteval);
309 }
310
311 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
312                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
313 {
314         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
315         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_start(mm, addr, ptep, *ptep);
316         return *ptep;
317 }
318
319 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
320                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
321 {
322         struct mmu_update u;
323
324         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_commit(mm, addr, ptep, pte);
325         xen_mc_batch();
326
327         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
328         u.val = pte_val_ma(pte);
329         xen_extend_mmu_update(&u);
330
331         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
332 }
333
334 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
335 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
336 {
337         if (val & _PAGE_PRESENT) {
338                 unsigned long mfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
339                 unsigned long pfn = mfn_to_pfn(mfn);
340
341                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
342                 if (unlikely(pfn == ~0))
343                         val = flags & ~_PAGE_PRESENT;
344                 else
345                         val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
346         }
347
348         return val;
349 }
350
351 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
352 {
353         if (val & _PAGE_PRESENT) {
354                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
355                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
356                 unsigned long mfn;
357
358                 mfn = __pfn_to_mfn(pfn);
359
360                 /*
361                  * If there's no mfn for the pfn, then just create an
362                  * empty non-present pte.  Unfortunately this loses
363                  * information about the original pfn, so
364                  * pte_mfn_to_pfn is asymmetric.
365                  */
366                 if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY)) {
367                         mfn = 0;
368                         flags = 0;
369                 } else
370                         mfn &= ~(FOREIGN_FRAME_BIT | IDENTITY_FRAME_BIT);
371                 val = ((pteval_t)mfn << PAGE_SHIFT) | flags;
372         }
373
374         return val;
375 }
376
377 __visible pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
378 {
379         pteval_t pteval = pte.pte;
380
381         return pte_mfn_to_pfn(pteval);
382 }
383 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
384
385 __visible pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
386 {
387         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
388 }
389 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
390
391 __visible pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
392 {
393         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
394
395         return native_make_pte(pte);
396 }
397 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
398
399 __visible pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
400 {
401         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
402         return native_make_pgd(pgd);
403 }
404 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
405
406 __visible pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
407 {
408         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
409 }
410 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
411
412 static void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
413 {
414         struct mmu_update u;
415
416         preempt_disable();
417
418         xen_mc_batch();
419
420         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
421         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
422         u.val = pud_val_ma(val);
423         xen_extend_mmu_update(&u);
424
425         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
426
427         preempt_enable();
428 }
429
430 static void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
431 {
432         trace_xen_mmu_set_pud(ptr, val);
433
434         /* If page is not pinned, we can just update the entry
435            directly */
436         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
437                 *ptr = val;
438                 return;
439         }
440
441         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
442 }
443
444 #ifdef CONFIG_X86_PAE
445 static void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
446 {
447         trace_xen_mmu_set_pte_atomic(ptep, pte);
448         set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
449 }
450
451 static void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
452 {
453         trace_xen_mmu_pte_clear(mm, addr, ptep);
454         if (!xen_batched_set_pte(ptep, native_make_pte(0)))
455                 native_pte_clear(mm, addr, ptep);
456 }
457
458 static void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
459 {
460         trace_xen_mmu_pmd_clear(pmdp);
461         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
462 }
463 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
464
465 __visible pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
466 {
467         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
468         return native_make_pmd(pmd);
469 }
470 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
471
472 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
473 __visible pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
474 {
475         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
476 }
477 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
478
479 __visible pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
480 {
481         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
482
483         return native_make_pud(pud);
484 }
485 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
486
487 static pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
488 {
489         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
490         unsigned offset = pgd - pgd_page;
491         pgd_t *user_ptr = NULL;
492
493         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
494                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
495                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
496                 if (user_ptr)
497                         user_ptr += offset;
498         }
499
500         return user_ptr;
501 }
502
503 static void __xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
504 {
505         struct mmu_update u;
506
507         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
508         u.val = p4d_val_ma(val);
509         xen_extend_mmu_update(&u);
510 }
511
512 /*
513  * Raw hypercall-based set_p4d, intended for in early boot before
514  * there's a page structure.  This implies:
515  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
516  *  2. It is always pinned
517  *  3. It has no user pagetable attached to it
518  */
519 static void __init xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
520 {
521         preempt_disable();
522
523         xen_mc_batch();
524
525         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
526
527         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
528
529         preempt_enable();
530 }
531
532 static void xen_set_p4d(p4d_t *ptr, p4d_t val)
533 {
534         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd((pgd_t *)ptr);
535         pgd_t pgd_val;
536
537         trace_xen_mmu_set_p4d(ptr, (p4d_t *)user_ptr, val);
538
539         /* If page is not pinned, we can just update the entry
540            directly */
541         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
542                 *ptr = val;
543                 if (user_ptr) {
544                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
545                         pgd_val.pgd = p4d_val_ma(val);
546                         *user_ptr = pgd_val;
547                 }
548                 return;
549         }
550
551         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
552            user updates together. */
553         xen_mc_batch();
554
555         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
556         if (user_ptr)
557                 __xen_set_p4d_hyper((p4d_t *)user_ptr, val);
558
559         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
560 }
561 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
562
563 static int xen_pmd_walk(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
564                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
565                 bool last, unsigned long limit)
566 {
567         int i, nr, flush = 0;
568
569         nr = last ? pmd_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PMD;
570         for (i = 0; i < nr; i++) {
571                 if (!pmd_none(pmd[i]))
572                         flush |= (*func)(mm, pmd_page(pmd[i]), PT_PTE);
573         }
574         return flush;
575 }
576
577 static int xen_pud_walk(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
578                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
579                 bool last, unsigned long limit)
580 {
581         int i, nr, flush = 0;
582
583         nr = last ? pud_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PUD;
584         for (i = 0; i < nr; i++) {
585                 pmd_t *pmd;
586
587                 if (pud_none(pud[i]))
588                         continue;
589
590                 pmd = pmd_offset(&pud[i], 0);
591                 if (PTRS_PER_PMD > 1)
592                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
593                 flush |= xen_pmd_walk(mm, pmd, func,
594                                 last && i == nr - 1, limit);
595         }
596         return flush;
597 }
598
599 static int xen_p4d_walk(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
600                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
601                 bool last, unsigned long limit)
602 {
603         int i, nr, flush = 0;
604
605         nr = last ? p4d_index(limit) + 1 : PTRS_PER_P4D;
606         for (i = 0; i < nr; i++) {
607                 pud_t *pud;
608
609                 if (p4d_none(p4d[i]))
610                         continue;
611
612                 pud = pud_offset(&p4d[i], 0);
613                 if (PTRS_PER_PUD > 1)
614                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
615                 flush |= xen_pud_walk(mm, pud, func,
616                                 last && i == nr - 1, limit);
617         }
618         return flush;
619 }
620
621 /*
622  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
623  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
624  * callback function on each page it finds making up the page table,
625  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
626  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
627  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
628  * FIXADDR_TOP.
629  *
630  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
631  * because then we start getting into Xen's ptes.
632  *
633  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
634  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
635  */
636 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
637                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
638                                       enum pt_level),
639                           unsigned long limit)
640 {
641         int i, nr, flush = 0;
642         unsigned hole_low, hole_high;
643
644         /* The limit is the last byte to be touched */
645         limit--;
646         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
647
648         /*
649          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
650          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
651          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
652          */
653         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
654         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
655
656         nr = pgd_index(limit) + 1;
657         for (i = 0; i < nr; i++) {
658                 p4d_t *p4d;
659
660                 if (i >= hole_low && i < hole_high)
661                         continue;
662
663                 if (pgd_none(pgd[i]))
664                         continue;
665
666                 p4d = p4d_offset(&pgd[i], 0);
667                 if (PTRS_PER_P4D > 1)
668                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(p4d), PT_P4D);
669                 flush |= xen_p4d_walk(mm, p4d, func, i == nr - 1, limit);
670         }
671
672         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
673            a cue to do final things like tlb flushes. */
674         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
675
676         return flush;
677 }
678
679 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
680                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
681                                     enum pt_level),
682                         unsigned long limit)
683 {
684         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
685 }
686
687 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
688    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
689 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
690 {
691         spinlock_t *ptl = NULL;
692
693 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
694         ptl = ptlock_ptr(page);
695         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
696 #endif
697
698         return ptl;
699 }
700
701 static void xen_pte_unlock(void *v)
702 {
703         spinlock_t *ptl = v;
704         spin_unlock(ptl);
705 }
706
707 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
708 {
709         struct mmuext_op op;
710
711         op.cmd = level;
712         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
713
714         xen_extend_mmuext_op(&op);
715 }
716
717 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
718                         enum pt_level level)
719 {
720         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
721         int flush;
722
723         if (pgfl)
724                 flush = 0;              /* already pinned */
725         else if (PageHighMem(page))
726                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
727                    highpage */
728                 flush = 1;
729         else {
730                 void *pt = lowmem_page_address(page);
731                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
732                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
733                 spinlock_t *ptl;
734
735                 flush = 0;
736
737                 /*
738                  * We need to hold the pagetable lock between the time
739                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
740                  * it.  If we don't, then other users may come in and
741                  * attempt to update the pagetable by writing it,
742                  * which will fail because the memory is RO but not
743                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
744                  *
745                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
746                  * entire pagetable's worth of locks during the
747                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
748                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
749                  * page while holding the lock.  This means the number
750                  * of locks we end up holding is never more than a
751                  * batch size (~32 entries, at present).
752                  *
753                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
754                  * the PTE pages independently, because we're
755                  * protected by the overall pagetable lock.
756                  */
757                 ptl = NULL;
758                 if (level == PT_PTE)
759                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
760
761                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
762                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
763                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
764
765                 if (ptl) {
766                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
767
768                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
769                            is completed. */
770                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
771                 }
772         }
773
774         return flush;
775 }
776
777 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
778    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
779    read-only, and can be pinned. */
780 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
781 {
782         trace_xen_mmu_pgd_pin(mm, pgd);
783
784         xen_mc_batch();
785
786         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
787                 /* re-enable interrupts for flushing */
788                 xen_mc_issue(0);
789
790                 kmap_flush_unused();
791
792                 xen_mc_batch();
793         }
794
795 #ifdef CONFIG_X86_64
796         {
797                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
798
799                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
800
801                 if (user_pgd) {
802                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
803                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
804                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
805                 }
806         }
807 #else /* CONFIG_X86_32 */
808 #ifdef CONFIG_X86_PAE
809         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
810         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
811                      PT_PMD);
812 #endif
813         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
814 #endif /* CONFIG_X86_64 */
815         xen_mc_issue(0);
816 }
817
818 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
819 {
820         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
821 }
822
823 /*
824  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
825  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
826  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
827  * process is under construction or destruction).
828  *
829  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
830  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
831  * matter all that much.
832  */
833 void xen_mm_pin_all(void)
834 {
835         struct page *page;
836
837         spin_lock(&pgd_lock);
838
839         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
840                 if (!PagePinned(page)) {
841                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
842                         SetPageSavePinned(page);
843                 }
844         }
845
846         spin_unlock(&pgd_lock);
847 }
848
849 /*
850  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
851  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
852  * the book-keeping now.
853  */
854 static int __init xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
855                                   enum pt_level level)
856 {
857         SetPagePinned(page);
858         return 0;
859 }
860
861 static void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
862 {
863         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
864 }
865
866 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
867                           enum pt_level level)
868 {
869         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
870
871         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
872                 void *pt = lowmem_page_address(page);
873                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
874                 spinlock_t *ptl = NULL;
875                 struct multicall_space mcs;
876
877                 /*
878                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
879                  * pte locks, we must be holding the lock for while
880                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
881                  * concurrent updates from seeing it in this
882                  * partially-pinned state.
883                  */
884                 if (level == PT_PTE) {
885                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
886
887                         if (ptl)
888                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
889                 }
890
891                 mcs = __xen_mc_entry(0);
892
893                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
894                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
895                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
896
897                 if (ptl) {
898                         /* unlock when batch completed */
899                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
900                 }
901         }
902
903         return 0;               /* never need to flush on unpin */
904 }
905
906 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
907 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
908 {
909         trace_xen_mmu_pgd_unpin(mm, pgd);
910
911         xen_mc_batch();
912
913         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
914
915 #ifdef CONFIG_X86_64
916         {
917                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
918
919                 if (user_pgd) {
920                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
921                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
922                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
923                 }
924         }
925 #endif
926
927 #ifdef CONFIG_X86_PAE
928         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
929         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
930                        PT_PMD);
931 #endif
932
933         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
934
935         xen_mc_issue(0);
936 }
937
938 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
939 {
940         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
941 }
942
943 /*
944  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
945  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
946  */
947 void xen_mm_unpin_all(void)
948 {
949         struct page *page;
950
951         spin_lock(&pgd_lock);
952
953         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
954                 if (PageSavePinned(page)) {
955                         BUG_ON(!PagePinned(page));
956                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
957                         ClearPageSavePinned(page);
958                 }
959         }
960
961         spin_unlock(&pgd_lock);
962 }
963
964 static void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
965 {
966         spin_lock(&next->page_table_lock);
967         xen_pgd_pin(next);
968         spin_unlock(&next->page_table_lock);
969 }
970
971 static void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
972 {
973         spin_lock(&mm->page_table_lock);
974         xen_pgd_pin(mm);
975         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
976 }
977
978 static void drop_mm_ref_this_cpu(void *info)
979 {
980         struct mm_struct *mm = info;
981
982         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == mm)
983                 leave_mm(smp_processor_id());
984
985         /*
986          * If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
987          * it has been flushed.
988          */
989         if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
990                 xen_mc_flush();
991 }
992
993 #ifdef CONFIG_SMP
994 /*
995  * Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
996  * we need to repoint it somewhere else before we can unpin it.
997  */
998 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
999 {
1000         cpumask_var_t mask;
1001         unsigned cpu;
1002
1003         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
1004
1005         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
1006         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
1007                 for_each_online_cpu(cpu) {
1008                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, mm_cpumask(mm))
1009                             && per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
1010                                 continue;
1011                         smp_call_function_single(cpu, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
1012                 }
1013                 return;
1014         }
1015         cpumask_copy(mask, mm_cpumask(mm));
1016
1017         /*
1018          * It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
1019          * cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
1020          * its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
1021          * look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1022          * if needed.
1023          */
1024         for_each_online_cpu(cpu) {
1025                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1026                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1027         }
1028
1029         smp_call_function_many(mask, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
1030         free_cpumask_var(mask);
1031 }
1032 #else
1033 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1034 {
1035         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
1036 }
1037 #endif
1038
1039 /*
1040  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1041  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1042  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1043  * hypervisor, which is moderately expensive.
1044  *
1045  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1046  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1047  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1048  *
1049  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1050  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1051  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1052  */
1053 static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1054 {
1055         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1056         xen_drop_mm_ref(mm);
1057         put_cpu();
1058
1059         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1060
1061         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1062         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1063                 xen_pgd_unpin(mm);
1064
1065         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1066 }
1067
1068 static void xen_post_allocator_init(void);
1069
1070 static void __init pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1071 {
1072         struct mmuext_op op;
1073
1074         op.cmd = cmd;
1075         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1076         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1077                 BUG();
1078 }
1079
1080 #ifdef CONFIG_X86_64
1081 static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
1082                                     unsigned long vaddr_end)
1083 {
1084         unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
1085         pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);
1086
1087         /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
1088          * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
1089         for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PTRS_PER_PMD));
1090                         pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
1091                 if (pmd_none(*pmd))
1092                         continue;
1093                 if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
1094                         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1095         }
1096         /* In case we did something silly, we should crash in this function
1097          * instead of somewhere later and be confusing. */
1098         xen_mc_flush();
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Make a page range writeable and free it.
1103  */
1104 static void __init xen_free_ro_pages(unsigned long paddr, unsigned long size)
1105 {
1106         void *vaddr = __va(paddr);
1107         void *vaddr_end = vaddr + size;
1108
1109         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE)
1110                 make_lowmem_page_readwrite(vaddr);
1111
1112         memblock_free(paddr, size);
1113 }
1114
1115 static void __init xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(void *pgtbl, bool unpin)
1116 {
1117         unsigned long pa = __pa(pgtbl) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1118
1119         if (unpin)
1120                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(pa));
1121         ClearPagePinned(virt_to_page(__va(pa)));
1122         xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1123 }
1124
1125 static void __init xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_t *pmd, bool unpin)
1126 {
1127         unsigned long pa;
1128         pte_t *pte_tbl;
1129         int i;
1130
1131         if (pmd_large(*pmd)) {
1132                 pa = pmd_val(*pmd) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1133                 xen_free_ro_pages(pa, PMD_SIZE);
1134                 return;
1135         }
1136
1137         pte_tbl = pte_offset_kernel(pmd, 0);
1138         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1139                 if (pte_none(pte_tbl[i]))
1140                         continue;
1141                 pa = pte_pfn(pte_tbl[i]) << PAGE_SHIFT;
1142                 xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1143         }
1144         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1145         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pte_tbl, unpin);
1146 }
1147
1148 static void __init xen_cleanmfnmap_pud(pud_t *pud, bool unpin)
1149 {
1150         unsigned long pa;
1151         pmd_t *pmd_tbl;
1152         int i;
1153
1154         if (pud_large(*pud)) {
1155                 pa = pud_val(*pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1156                 xen_free_ro_pages(pa, PUD_SIZE);
1157                 return;
1158         }
1159
1160         pmd_tbl = pmd_offset(pud, 0);
1161         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1162                 if (pmd_none(pmd_tbl[i]))
1163                         continue;
1164                 xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_tbl + i, unpin);
1165         }
1166         set_pud(pud, __pud(0));
1167         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pmd_tbl, unpin);
1168 }
1169
1170 static void __init xen_cleanmfnmap_p4d(p4d_t *p4d, bool unpin)
1171 {
1172         unsigned long pa;
1173         pud_t *pud_tbl;
1174         int i;
1175
1176         if (p4d_large(*p4d)) {
1177                 pa = p4d_val(*p4d) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1178                 xen_free_ro_pages(pa, P4D_SIZE);
1179                 return;
1180         }
1181
1182         pud_tbl = pud_offset(p4d, 0);
1183         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1184                 if (pud_none(pud_tbl[i]))
1185                         continue;
1186                 xen_cleanmfnmap_pud(pud_tbl + i, unpin);
1187         }
1188         set_p4d(p4d, __p4d(0));
1189         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pud_tbl, unpin);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Since it is well isolated we can (and since it is perhaps large we should)
1194  * also free the page tables mapping the initial P->M table.
1195  */
1196 static void __init xen_cleanmfnmap(unsigned long vaddr)
1197 {
1198         pgd_t *pgd;
1199         p4d_t *p4d;
1200         unsigned int i;
1201         bool unpin;
1202
1203         unpin = (vaddr == 2 * PGDIR_SIZE);
1204         vaddr &= PMD_MASK;
1205         pgd = pgd_offset_k(vaddr);
1206         p4d = p4d_offset(pgd, 0);
1207         for (i = 0; i < PTRS_PER_P4D; i++) {
1208                 if (p4d_none(p4d[i]))
1209                         continue;
1210                 xen_cleanmfnmap_p4d(p4d + i, unpin);
1211         }
1212         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_5LEVEL)) {
1213                 set_pgd(pgd, __pgd(0));
1214                 xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(p4d, unpin);
1215         }
1216 }
1217
1218 static void __init xen_pagetable_p2m_free(void)
1219 {
1220         unsigned long size;
1221         unsigned long addr;
1222
1223         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1224
1225         /* No memory or already called. */
1226         if ((unsigned long)xen_p2m_addr == xen_start_info->mfn_list)
1227                 return;
1228
1229         /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
1230         memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);
1231
1232         addr = xen_start_info->mfn_list;
1233         /*
1234          * We could be in __ka space.
1235          * We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
1236          * using the __ka address of xen_start_info or
1237          * xen_start_info->shared_info they are in going to crash. Fortunatly
1238          * we have already revectored in xen_setup_kernel_pagetable and in
1239          * xen_setup_shared_info.
1240          */
1241         size = roundup(size, PMD_SIZE);
1242
1243         if (addr >= __START_KERNEL_map) {
1244                 xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1245                 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
1246                                   sizeof(unsigned long));
1247                 memblock_free(__pa(addr), size);
1248         } else {
1249                 xen_cleanmfnmap(addr);
1250         }
1251 }
1252
1253 static void __init xen_pagetable_cleanhighmap(void)
1254 {
1255         unsigned long size;
1256         unsigned long addr;
1257
1258         /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
1259          * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
1260          * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
1261          * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
1262          * For good measure we also round up to the PMD - which means that if
1263          * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
1264          * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
1265          * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
1266         addr = xen_start_info->pt_base;
1267         size = roundup(xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE, PMD_SIZE);
1268
1269         xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1270         xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
1271 #ifdef DEBUG
1272         /* This is superfluous and is not necessary, but you know what
1273          * lets do it. The MODULES_VADDR -> MODULES_END should be clear of
1274          * anything at this stage. */
1275         xen_cleanhighmap(MODULES_VADDR, roundup(MODULES_VADDR, PUD_SIZE) - 1);
1276 #endif
1277 }
1278 #endif
1279
1280 static void __init xen_pagetable_p2m_setup(void)
1281 {
1282         xen_vmalloc_p2m_tree();
1283
1284 #ifdef CONFIG_X86_64
1285         xen_pagetable_p2m_free();
1286
1287         xen_pagetable_cleanhighmap();
1288 #endif
1289         /* And revector! Bye bye old array */
1290         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
1291 }
1292
1293 static void __init xen_pagetable_init(void)
1294 {
1295         paging_init();
1296         xen_post_allocator_init();
1297
1298         xen_pagetable_p2m_setup();
1299
1300         /* Allocate and initialize top and mid mfn levels for p2m structure */
1301         xen_build_mfn_list_list();
1302
1303         /* Remap memory freed due to conflicts with E820 map */
1304         xen_remap_memory();
1305
1306         xen_setup_shared_info();
1307 }
1308 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1309 {
1310         this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1311 }
1312
1313 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1314 {
1315         return this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1316 }
1317
1318 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1319 {
1320         return this_cpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1321 }
1322
1323 static void xen_flush_tlb(void)
1324 {
1325         struct mmuext_op *op;
1326         struct multicall_space mcs;
1327
1328         trace_xen_mmu_flush_tlb(0);
1329
1330         preempt_disable();
1331
1332         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1333
1334         op = mcs.args;
1335         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1336         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1337
1338         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1339
1340         preempt_enable();
1341 }
1342
1343 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1344 {
1345         struct mmuext_op *op;
1346         struct multicall_space mcs;
1347
1348         trace_xen_mmu_flush_tlb_single(addr);
1349
1350         preempt_disable();
1351
1352         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1353         op = mcs.args;
1354         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1355         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1356         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1357
1358         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1359
1360         preempt_enable();
1361 }
1362
1363 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1364                                  const struct flush_tlb_info *info)
1365 {
1366         struct {
1367                 struct mmuext_op op;
1368 #ifdef CONFIG_SMP
1369                 DECLARE_BITMAP(mask, num_processors);
1370 #else
1371                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1372 #endif
1373         } *args;
1374         struct multicall_space mcs;
1375
1376         trace_xen_mmu_flush_tlb_others(cpus, info->mm, info->start, info->end);
1377
1378         if (cpumask_empty(cpus))
1379                 return;         /* nothing to do */
1380
1381         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
1382         args = mcs.args;
1383         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1384
1385         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1386         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1387         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1388
1389         args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1390         if (info->end != TLB_FLUSH_ALL &&
1391             (info->end - info->start) <= PAGE_SIZE) {
1392                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1393                 args->op.arg1.linear_addr = info->start;
1394         }
1395
1396         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1397
1398         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1399 }
1400
1401 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1402 {
1403         return this_cpu_read(xen_cr3);
1404 }
1405
1406 static void set_current_cr3(void *v)
1407 {
1408         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1409 }
1410
1411 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1412 {
1413         struct mmuext_op op;
1414         unsigned long mfn;
1415
1416         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1417
1418         if (cr3)
1419                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1420         else
1421                 mfn = 0;
1422
1423         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1424
1425         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1426         op.arg1.mfn = mfn;
1427
1428         xen_extend_mmuext_op(&op);
1429
1430         if (kernel) {
1431                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1432
1433                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1434                    been submitted. */
1435                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1436         }
1437 }
1438 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1439 {
1440         BUG_ON(preemptible());
1441
1442         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1443
1444         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1445            respect to ipis */
1446         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1447
1448         __xen_write_cr3(true, cr3);
1449
1450 #ifdef CONFIG_X86_64
1451         {
1452                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1453                 if (user_pgd)
1454                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1455                 else
1456                         __xen_write_cr3(false, 0);
1457         }
1458 #endif
1459
1460         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1461 }
1462
1463 #ifdef CONFIG_X86_64
1464 /*
1465  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1466  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1467  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropriate them in the
1468  * init_top_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1469  * the new init_top_pgt - and continue on.
1470  *
1471  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1472  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1473  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1474  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1475  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1476  * at this point.
1477  *
1478  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1479  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1480  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1481  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1482  * hypervisor is in ring 0.
1483  */
1484 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1485 {
1486         BUG_ON(preemptible());
1487
1488         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1489
1490         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1491            respect to ipis */
1492         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1493
1494         __xen_write_cr3(true, cr3);
1495
1496         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1497 }
1498 #endif
1499
1500 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1501 {
1502         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1503         int ret = 0;
1504
1505         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1506
1507 #ifdef CONFIG_X86_64
1508         {
1509                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1510                 pgd_t *user_pgd;
1511
1512                 BUG_ON(page->private != 0);
1513
1514                 ret = -ENOMEM;
1515
1516                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1517                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1518
1519                 if (user_pgd != NULL) {
1520 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
1521                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1522                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1523 #endif
1524                         ret = 0;
1525                 }
1526
1527                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1528         }
1529 #endif
1530         return ret;
1531 }
1532
1533 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1534 {
1535 #ifdef CONFIG_X86_64
1536         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1537
1538         if (user_pgd)
1539                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1540 #endif
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1545  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1546  *
1547  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1548  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1549  * drivers/xen/balloon.c).
1550  *
1551  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1552  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1553  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1554  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1555  * emulating any updates as necessary.
1556  */
1557 __visible pte_t xen_make_pte_init(pteval_t pte)
1558 {
1559 #ifdef CONFIG_X86_64
1560         unsigned long pfn;
1561
1562         /*
1563          * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
1564          * address range must be mapped read-only. This region contains the
1565          * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
1566          * mapped read-only.
1567          */
1568         pfn = (pte & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
1569         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map &&
1570             pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
1571             pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
1572                 pte &= ~_PAGE_RW;
1573 #endif
1574         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
1575         return native_make_pte(pte);
1576 }
1577 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte_init);
1578
1579 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1580 {
1581 #ifdef CONFIG_X86_32
1582         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1583         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY
1584             && pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1585                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1586                                pte_val_ma(pte));
1587 #endif
1588         native_set_pte(ptep, pte);
1589 }
1590
1591 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1592    everything is pinned. */
1593 static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1594 {
1595 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1596         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1597 #endif
1598         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1599         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1600 }
1601
1602 /* Used for pmd and pud */
1603 static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1604 {
1605 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1606         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1607 #endif
1608         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1609 }
1610
1611 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1612    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1613 static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1614 {
1615         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1616         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1617 }
1618
1619 static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1620 {
1621         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1622 }
1623
1624 static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1625 {
1626         struct multicall_space mcs;
1627         struct mmuext_op *op;
1628
1629         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1630         op = mcs.args;
1631         op->cmd = cmd;
1632         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1633
1634         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
1635 }
1636
1637 static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1638 {
1639         struct multicall_space mcs;
1640         unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
1641
1642         mcs = __xen_mc_entry(0);
1643         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
1644                                 pfn_pte(pfn, prot), 0);
1645 }
1646
1647 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1648    attached to a pinned pagetable. */
1649 static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
1650                                     unsigned level)
1651 {
1652         bool pinned = PagePinned(virt_to_page(mm->pgd));
1653
1654         trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);
1655
1656         if (pinned) {
1657                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1658
1659                 SetPagePinned(page);
1660
1661                 if (!PageHighMem(page)) {
1662                         xen_mc_batch();
1663
1664                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
1665
1666                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1667                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1668
1669                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1670                 } else {
1671                         /* make sure there are no stray mappings of
1672                            this page */
1673                         kmap_flush_unused();
1674                 }
1675         }
1676 }
1677
1678 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1679 {
1680         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1681 }
1682
1683 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1684 {
1685         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1686 }
1687
1688 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1689 static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1690 {
1691         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1692         bool pinned = PagePinned(page);
1693
1694         trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);
1695
1696         if (pinned) {
1697                 if (!PageHighMem(page)) {
1698                         xen_mc_batch();
1699
1700                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1701                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1702
1703                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);
1704
1705                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1706                 }
1707                 ClearPagePinned(page);
1708         }
1709 }
1710
1711 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1712 {
1713         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1714 }
1715
1716 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1717 {
1718         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1719 }
1720
1721 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
1722 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1723 {
1724         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1725 }
1726
1727 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1728 {
1729         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1730 }
1731 #endif
1732
1733 void __init xen_reserve_top(void)
1734 {
1735 #ifdef CONFIG_X86_32
1736         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1737         struct xen_platform_parameters pp;
1738
1739         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1740                 top = pp.virt_start;
1741
1742         reserve_top_address(-top);
1743 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1744 }
1745
1746 /*
1747  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1748  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1749  */
1750 static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
1751 {
1752 #ifdef CONFIG_X86_64
1753         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1754 #else
1755         return __va(paddr);
1756 #endif
1757 }
1758
1759 /* Convert a machine address to physical address */
1760 static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
1761 {
1762         phys_addr_t paddr;
1763
1764         maddr &= PTE_PFN_MASK;
1765         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1766
1767         return paddr;
1768 }
1769
1770 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1771 static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
1772 {
1773         return __ka(m2p(maddr));
1774 }
1775
1776 /* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
1777 static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
1778                                        unsigned long flags)
1779 {
1780         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1781         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1782
1783         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1784                 BUG();
1785 }
1786 static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1787 {
1788         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1789 }
1790 #ifdef CONFIG_X86_32
1791 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1792 {
1793         unsigned pmdidx, pteidx;
1794         unsigned ident_pte;
1795         unsigned long pfn;
1796
1797         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1798                                       PAGE_SIZE);
1799
1800         ident_pte = 0;
1801         pfn = 0;
1802         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1803                 pte_t *pte_page;
1804
1805                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1806                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1807                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1808                 else {
1809                         /* Check for free pte pages */
1810                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1811                                 break;
1812
1813                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1814                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1815
1816                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1817                 }
1818
1819                 /* Install mappings */
1820                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1821                         pte_t pte;
1822
1823                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1824                                 max_pfn_mapped = pfn;
1825
1826                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1827                                 continue;
1828
1829                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1830                         pte_page[pteidx] = pte;
1831                 }
1832         }
1833
1834         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1835                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1836
1837         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1838 }
1839 #endif
1840 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1841 {
1842         struct xen_machphys_mapping mapping;
1843
1844         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1845                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1846                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1847         } else {
1848                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1849         }
1850 #ifdef CONFIG_X86_32
1851         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1852                 < machine_to_phys_mapping);
1853 #endif
1854 }
1855
1856 #ifdef CONFIG_X86_64
1857 static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
1858 {
1859         pte_t *pte = v;
1860         int i;
1861
1862         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1863            as ptes. */
1864         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1865                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1866 }
1867 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1868                                  unsigned long addr)
1869 {
1870         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1871                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1872                 clear_page((void *)addr);
1873                 (*pt_base)++;
1874         }
1875         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1876                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1877                 clear_page((void *)addr);
1878                 (*pt_end)--;
1879         }
1880 }
1881 /*
1882  * Set up the initial kernel pagetable.
1883  *
1884  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1885  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1886  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1887  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1888  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1889  * mapping once some sort of allocator has been set up.
1890  */
1891 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1892 {
1893         pud_t *l3;
1894         pmd_t *l2;
1895         unsigned long addr[3];
1896         unsigned long pt_base, pt_end;
1897         unsigned i;
1898
1899         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1900          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1901          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1902          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1903         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
1904                 max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
1905         else
1906                 max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1907
1908         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1909         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1910
1911         /* Zap identity mapping */
1912         init_top_pgt[0] = __pgd(0);
1913
1914         /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1915         /* L4[272] -> level3_ident_pgt  */
1916         /* L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1917         convert_pfn_mfn(init_top_pgt);
1918
1919         /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1920         convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1921         /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt */
1922         /* L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1923         convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1924
1925         /* L3_k[511][506] -> level1_fixmap_pgt */
1926         convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1927
1928         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1929         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1930         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1931
1932         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1933         addr[1] = (unsigned long)l3;
1934         addr[2] = (unsigned long)l2;
1935         /* Graft it onto L4[272][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1936          * Both L4[272][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1937          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1938          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1939          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1940          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1941         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1942         /* Graft it onto L4[511][510] */
1943         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1944
1945         /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
1946         i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
1947         if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
1948                 init_top_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];
1949
1950         /* Make pagetable pieces RO */
1951         set_page_prot(init_top_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1952         set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1953         set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1954         set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1955         set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1956         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1957         set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1958         set_page_prot(level1_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1959
1960         /* Pin down new L4 */
1961         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1962                           PFN_DOWN(__pa_symbol(init_top_pgt)));
1963
1964         /* Unpin Xen-provided one */
1965         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1966
1967         /*
1968          * At this stage there can be no user pgd, and no page structure to
1969          * attach it to, so make sure we just set kernel pgd.
1970          */
1971         xen_mc_batch();
1972         __xen_write_cr3(true, __pa(init_top_pgt));
1973         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1974
1975         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
1976          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
1977          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
1978          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
1979          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
1980          */
1981         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
1982                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
1983
1984         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
1985         xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
1986         xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
1987         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
1988
1989         /* Revector the xen_start_info */
1990         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
1991 }
1992
1993 /*
1994  * Read a value from a physical address.
1995  */
1996 static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
1997 {
1998         unsigned long *vaddr;
1999         unsigned long val;
2000
2001         vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
2002         val = *vaddr;
2003         early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
2004         return val;
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
2009  * page tables. Don't rely on big pages being aligned in (guest) physical
2010  * space!
2011  */
2012 static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
2013 {
2014         phys_addr_t pa;
2015         pgd_t pgd;
2016         pud_t pud;
2017         pmd_t pmd;
2018         pte_t pte;
2019
2020         pa = read_cr3_pa();
2021         pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
2022                                                        sizeof(pgd)));
2023         if (!pgd_present(pgd))
2024                 return 0;
2025
2026         pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
2027         pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
2028                                                        sizeof(pud)));
2029         if (!pud_present(pud))
2030                 return 0;
2031         pa = pud_val(pud) & PTE_PFN_MASK;
2032         if (pud_large(pud))
2033                 return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);
2034
2035         pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
2036                                                        sizeof(pmd)));
2037         if (!pmd_present(pmd))
2038                 return 0;
2039         pa = pmd_val(pmd) & PTE_PFN_MASK;
2040         if (pmd_large(pmd))
2041                 return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);
2042
2043         pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
2044                                                        sizeof(pte)));
2045         if (!pte_present(pte))
2046                 return 0;
2047         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
2048
2049         return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
2050 }
2051
2052 /*
2053  * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
2054  * this area.
2055  */
2056 void __init xen_relocate_p2m(void)
2057 {
2058         phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys, p4d_phys;
2059         unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
2060         int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, n_p4d, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud, idx_p4d;
2061         pte_t *pt;
2062         pmd_t *pmd;
2063         pud_t *pud;
2064         p4d_t *p4d = NULL;
2065         pgd_t *pgd;
2066         unsigned long *new_p2m;
2067         int save_pud;
2068
2069         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
2070         n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
2071         n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
2072         n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
2073         n_pud = roundup(size, P4D_SIZE) >> P4D_SHIFT;
2074         if (PTRS_PER_P4D > 1)
2075                 n_p4d = roundup(size, PGDIR_SIZE) >> PGDIR_SHIFT;
2076         else
2077                 n_p4d = 0;
2078         n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud + n_p4d;
2079
2080         new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
2081         if (!new_area) {
2082                 xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
2083                 BUG();
2084         }
2085
2086         /*
2087          * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
2088          * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
2089          * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
2090          * address depending on the Xen version.
2091          * To avoid any possible virtual address collision, just use
2092          * 2 * PUD_SIZE for the new area.
2093          */
2094         p4d_phys = new_area;
2095         pud_phys = p4d_phys + PFN_PHYS(n_p4d);
2096         pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
2097         pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
2098         p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;
2099
2100         pgd = __va(read_cr3_pa());
2101         new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
2102         idx_p4d = 0;
2103         save_pud = n_pud;
2104         do {
2105                 if (n_p4d > 0) {
2106                         p4d = early_memremap(p4d_phys, PAGE_SIZE);
2107                         clear_page(p4d);
2108                         n_pud = min(save_pud, PTRS_PER_P4D);
2109                 }
2110                 for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
2111                         pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
2112                         clear_page(pud);
2113                         for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
2114                                  idx_pmd++) {
2115                                 pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
2116                                 clear_page(pmd);
2117                                 for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
2118                                          idx_pt++) {
2119                                         pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
2120                                         clear_page(pt);
2121                                         for (idx_pte = 0;
2122                                                  idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
2123                                                  idx_pte++) {
2124                                                 set_pte(pt + idx_pte,
2125                                                                 pfn_pte(p2m_pfn, PAGE_KERNEL));
2126                                                 p2m_pfn++;
2127                                         }
2128                                         n_pte -= PTRS_PER_PTE;
2129                                         early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
2130                                         make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
2131                                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
2132                                                         PFN_DOWN(pt_phys));
2133                                         set_pmd(pmd + idx_pt,
2134                                                         __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys));
2135                                         pt_phys += PAGE_SIZE;
2136                                 }
2137                                 n_pt -= PTRS_PER_PMD;
2138                                 early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
2139                                 make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
2140                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
2141                                                 PFN_DOWN(pmd_phys));
2142                                 set_pud(pud + idx_pmd, __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys));
2143                                 pmd_phys += PAGE_SIZE;
2144                         }
2145                         n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
2146                         early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
2147                         make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
2148                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
2149                         if (n_p4d > 0)
2150                                 set_p4d(p4d + idx_pud, __p4d(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2151                         else
2152                                 set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2153                         pud_phys += PAGE_SIZE;
2154                 }
2155                 if (n_p4d > 0) {
2156                         save_pud -= PTRS_PER_P4D;
2157                         early_memunmap(p4d, PAGE_SIZE);
2158                         make_lowmem_page_readonly(__va(p4d_phys));
2159                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(p4d_phys));
2160                         set_pgd(pgd + 2 + idx_p4d, __pgd(_PAGE_TABLE | p4d_phys));
2161                         p4d_phys += PAGE_SIZE;
2162                 }
2163         } while (++idx_p4d < n_p4d);
2164
2165         /* Now copy the old p2m info to the new area. */
2166         memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
2167         xen_p2m_addr = new_p2m;
2168
2169         /* Release the old p2m list and set new list info. */
2170         p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
2171         BUG_ON(!p2m_pfn);
2172         p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);
2173
2174         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
2175                 pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
2176                 pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
2177                           xen_start_info->nr_p2m_frames;
2178                 set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
2179         } else {
2180                 pfn = p2m_pfn;
2181                 pfn_end = p2m_pfn_end;
2182         }
2183
2184         memblock_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
2185         while (pfn < pfn_end) {
2186                 if (pfn == p2m_pfn) {
2187                         pfn = p2m_pfn_end;
2188                         continue;
2189                 }
2190                 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
2191                 pfn++;
2192         }
2193
2194         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
2195         xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
2196         xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
2197 }
2198
2199 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
2200 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2201 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2202
2203 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
2204 {
2205         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
2206
2207         BUG_ON(read_cr3_pa() != __pa(initial_page_table));
2208         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
2209
2210         /*
2211          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
2212          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
2213          * read-only and then pin it.
2214          *
2215          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
2216          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
2217          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
2218          * swapper_pg_dir.
2219          */
2220         swapper_kernel_pmd =
2221                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2222         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
2223         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2224                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2225         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2226
2227         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
2228         xen_write_cr3(cr3);
2229         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
2230
2231         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
2232                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2233         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2234         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2235
2236         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2237 }
2238
2239 /*
2240  * For 32 bit domains xen_start_info->pt_base is the pgd address which might be
2241  * not the first page table in the page table pool.
2242  * Iterate through the initial page tables to find the real page table base.
2243  */
2244 static phys_addr_t xen_find_pt_base(pmd_t *pmd)
2245 {
2246         phys_addr_t pt_base, paddr;
2247         unsigned pmdidx;
2248
2249         pt_base = min(__pa(xen_start_info->pt_base), __pa(pmd));
2250
2251         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++)
2252                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]) && !pmd_large(pmd[pmdidx])) {
2253                         paddr = m2p(pmd[pmdidx].pmd);
2254                         pt_base = min(pt_base, paddr);
2255                 }
2256
2257         return pt_base;
2258 }
2259
2260 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2261 {
2262         pmd_t *kernel_pmd;
2263
2264         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2265
2266         xen_pt_base = xen_find_pt_base(kernel_pmd);
2267         xen_pt_size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
2268
2269         initial_kernel_pmd =
2270                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2271
2272         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(xen_pt_base + xen_pt_size + 512 * 1024);
2273
2274         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2275
2276         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2277
2278         copy_page(initial_page_table, pgd);
2279         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2280                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2281
2282         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2283         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2284         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2285
2286         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2287
2288         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2289                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2290         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2291
2292         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2293 }
2294 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2295
2296 void __init xen_reserve_special_pages(void)
2297 {
2298         phys_addr_t paddr;
2299
2300         memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
2301         if (xen_start_info->store_mfn) {
2302                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
2303                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2304         }
2305         if (!xen_initial_domain()) {
2306                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
2307                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2308         }
2309 }
2310
2311 void __init xen_pt_check_e820(void)
2312 {
2313         if (xen_is_e820_reserved(xen_pt_base, xen_pt_size)) {
2314                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated page table memory conflicts with E820 map\n");
2315                 BUG();
2316         }
2317 }
2318
2319 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2320
2321 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2322 {
2323         pte_t pte;
2324
2325         phys >>= PAGE_SHIFT;
2326
2327         switch (idx) {
2328         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2329         case FIX_RO_IDT:
2330 #ifdef CONFIG_X86_32
2331         case FIX_WP_TEST:
2332 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2333         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2334 # endif
2335 #elif defined(CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION)
2336         case VSYSCALL_PAGE:
2337 #endif
2338         case FIX_TEXT_POKE0:
2339         case FIX_TEXT_POKE1:
2340         case FIX_GDT_REMAP_BEGIN ... FIX_GDT_REMAP_END:
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         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
2388         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
2389         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
2390 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2391         pv_mmu_ops.set_p4d = xen_set_p4d;
2392 #endif
2393
2394         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2395            (which it hasn't) */
2396         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2397         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2398         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
2399         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
2400 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2401         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2402         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
2403 #endif
2404         pv_mmu_ops.make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte);
2405
2406 #ifdef CONFIG_X86_64
2407         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2408         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
2409 #endif
2410         xen_mark_init_mm_pinned();
2411 }
2412
2413 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2414 {
2415         preempt_disable();
2416         xen_mc_flush();
2417         paravirt_leave_lazy_mmu();
2418         preempt_enable();
2419 }
2420
2421 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2422         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2423         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2424
2425         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2426         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2427
2428         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2429         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2430         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
2431         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2432
2433         .pte_update = paravirt_nop,
2434
2435         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2436         .pgd_free = xen_pgd_free,
2437
2438         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2439         .release_pte = xen_release_pte_init,
2440         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2441         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2442
2443         .set_pte = xen_set_pte_init,
2444         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2445         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2446
2447         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2448         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2449
2450         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2451         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2452
2453         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte_init),
2454         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2455
2456 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2457         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2458         .pte_clear = xen_pte_clear,
2459         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2460 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2461         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2462
2463         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2464         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2465
2466 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2467         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2468         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2469         .set_p4d = xen_set_p4d_hyper,
2470
2471         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2472         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2473 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
2474
2475         .activate_mm = xen_activate_mm,
2476         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2477         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2478
2479         .lazy_mode = {
2480                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2481                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2482                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2483         },
2484
2485         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2486 };
2487
2488 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2489 {
2490         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2491
2492         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2493
2494         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2495 }
2496
2497 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2498 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2499 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2500
2501 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2502 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2503                                 unsigned long *in_frames,
2504                                 unsigned long *out_frames)
2505 {
2506         int i;
2507         struct multicall_space mcs;
2508
2509         xen_mc_batch();
2510         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2511                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2512
2513                 if (in_frames)
2514                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2515
2516                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2517                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2518
2519                 if (out_frames)
2520                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2521         }
2522         xen_mc_issue(0);
2523 }
2524
2525 /*
2526  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2527  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2528  * mfn.
2529  */
2530 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2531                                      unsigned long *mfns,
2532                                      unsigned long first_mfn)
2533 {
2534         unsigned i, limit;
2535         unsigned long mfn;
2536
2537         xen_mc_batch();
2538
2539         limit = 1u << order;
2540         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2541                 struct multicall_space mcs;
2542                 unsigned flags;
2543
2544                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2545                 if (mfns)
2546                         mfn = mfns[i];
2547                 else
2548                         mfn = first_mfn + i;
2549
2550                 if (i < (limit - 1))
2551                         flags = 0;
2552                 else {
2553                         if (order == 0)
2554                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2555                         else
2556                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2557                 }
2558
2559                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2560                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2561
2562                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2563         }
2564
2565         xen_mc_issue(0);
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2570  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2571  * input, and populates mfns as output.
2572  *
2573  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2574  * satisfy the request or not.
2575  */
2576 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2577                                unsigned long *pfns_in,
2578                                unsigned long extents_out,
2579                                unsigned int order_out,
2580                                unsigned long *mfns_out,
2581                                unsigned int address_bits)
2582 {
2583         long rc;
2584         int success;
2585
2586         struct xen_memory_exchange exchange = {
2587                 .in = {
2588                         .nr_extents   = extents_in,
2589                         .extent_order = order_in,
2590                         .extent_start = pfns_in,
2591                         .domid        = DOMID_SELF
2592                 },
2593                 .out = {
2594                         .nr_extents   = extents_out,
2595                         .extent_order = order_out,
2596                         .extent_start = mfns_out,
2597                         .address_bits = address_bits,
2598                         .domid        = DOMID_SELF
2599                 }
2600         };
2601
2602         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2603
2604         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2605         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2606
2607         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2608         BUG_ON(success && (rc != 0));
2609
2610         return success;
2611 }
2612
2613 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2614                                  unsigned int address_bits,
2615                                  dma_addr_t *dma_handle)
2616 {
2617         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2618         unsigned long  flags;
2619         int            success;
2620         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2621
2622         /*
2623          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2624          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2625          * this function are redundant and can be ignored.
2626          */
2627
2628         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2629                 return -ENOMEM;
2630
2631         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2632
2633         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2634
2635         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2636         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2637
2638         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2639         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2640         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2641                                       1, order, &out_frame,
2642                                       address_bits);
2643
2644         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2645         if (success)
2646                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2647         else
2648                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2649
2650         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2651
2652         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2653         return success ? 0 : -ENOMEM;
2654 }
2655 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2656
2657 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2658 {
2659         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2660         unsigned long  flags;
2661         int success;
2662         unsigned long vstart;
2663
2664         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2665                 return;
2666
2667         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2668         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2669
2670         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2671
2672         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2673         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2674
2675         /* 2. Zap current PTEs. */
2676         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2677
2678         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2679         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2680                                         0, out_frames, 0);
2681
2682         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2683         if (success)
2684                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2685         else
2686                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2687
2688         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2689 }
2690 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2691
2692 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
2693 phys_addr_t paddr_vmcoreinfo_note(void)
2694 {
2695         if (xen_pv_domain())
2696                 return virt_to_machine(vmcoreinfo_note).maddr;
2697         else
2698                 return __pa(vmcoreinfo_note);
2699 }
2700 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */