Merge remote-tracking branch 'asoc/topic/intel' into asoc-next
[sfrench/cifs-2.6.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
979 #ifdef CONFIG_SMP
980 /* Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
981    we need to repoint it somewhere else before we can unpin it. */
982 static void drop_other_mm_ref(void *info)
983 {
984         struct mm_struct *mm = info;
985         struct mm_struct *active_mm;
986
987         active_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.active_mm);
988
989         if (active_mm == mm && this_cpu_read(cpu_tlbstate.state) != TLBSTATE_OK)
990                 leave_mm(smp_processor_id());
991
992         /* If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
993            it has been flushed. */
994         if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
995                 load_cr3(swapper_pg_dir);
996 }
997
998 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
999 {
1000         cpumask_var_t mask;
1001         unsigned cpu;
1002
1003         if (current->active_mm == mm) {
1004                 if (current->mm == mm)
1005                         load_cr3(swapper_pg_dir);
1006                 else
1007                         leave_mm(smp_processor_id());
1008         }
1009
1010         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
1011         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
1012                 for_each_online_cpu(cpu) {
1013                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, mm_cpumask(mm))
1014                             && per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
1015                                 continue;
1016                         smp_call_function_single(cpu, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1017                 }
1018                 return;
1019         }
1020         cpumask_copy(mask, mm_cpumask(mm));
1021
1022         /* It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
1023            cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
1024            its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
1025            look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1026            if needed. */
1027         for_each_online_cpu(cpu) {
1028                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1029                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1030         }
1031
1032         if (!cpumask_empty(mask))
1033                 smp_call_function_many(mask, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1034         free_cpumask_var(mask);
1035 }
1036 #else
1037 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1038 {
1039         if (current->active_mm == mm)
1040                 load_cr3(swapper_pg_dir);
1041 }
1042 #endif
1043
1044 /*
1045  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1046  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1047  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1048  * hypervisor, which is moderately expensive.
1049  *
1050  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1051  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1052  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1053  *
1054  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1055  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1056  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1057  */
1058 static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1059 {
1060         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1061         xen_drop_mm_ref(mm);
1062         put_cpu();
1063
1064         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1065
1066         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1067         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1068                 xen_pgd_unpin(mm);
1069
1070         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1071 }
1072
1073 static void xen_post_allocator_init(void);
1074
1075 static void __init pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1076 {
1077         struct mmuext_op op;
1078
1079         op.cmd = cmd;
1080         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1081         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1082                 BUG();
1083 }
1084
1085 #ifdef CONFIG_X86_64
1086 static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
1087                                     unsigned long vaddr_end)
1088 {
1089         unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
1090         pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);
1091
1092         /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
1093          * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
1094         for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PTRS_PER_PMD));
1095                         pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
1096                 if (pmd_none(*pmd))
1097                         continue;
1098                 if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
1099                         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1100         }
1101         /* In case we did something silly, we should crash in this function
1102          * instead of somewhere later and be confusing. */
1103         xen_mc_flush();
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Make a page range writeable and free it.
1108  */
1109 static void __init xen_free_ro_pages(unsigned long paddr, unsigned long size)
1110 {
1111         void *vaddr = __va(paddr);
1112         void *vaddr_end = vaddr + size;
1113
1114         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE)
1115                 make_lowmem_page_readwrite(vaddr);
1116
1117         memblock_free(paddr, size);
1118 }
1119
1120 static void __init xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(void *pgtbl, bool unpin)
1121 {
1122         unsigned long pa = __pa(pgtbl) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1123
1124         if (unpin)
1125                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(pa));
1126         ClearPagePinned(virt_to_page(__va(pa)));
1127         xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1128 }
1129
1130 static void __init xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_t *pmd, bool unpin)
1131 {
1132         unsigned long pa;
1133         pte_t *pte_tbl;
1134         int i;
1135
1136         if (pmd_large(*pmd)) {
1137                 pa = pmd_val(*pmd) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1138                 xen_free_ro_pages(pa, PMD_SIZE);
1139                 return;
1140         }
1141
1142         pte_tbl = pte_offset_kernel(pmd, 0);
1143         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1144                 if (pte_none(pte_tbl[i]))
1145                         continue;
1146                 pa = pte_pfn(pte_tbl[i]) << PAGE_SHIFT;
1147                 xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1148         }
1149         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1150         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pte_tbl, unpin);
1151 }
1152
1153 static void __init xen_cleanmfnmap_pud(pud_t *pud, bool unpin)
1154 {
1155         unsigned long pa;
1156         pmd_t *pmd_tbl;
1157         int i;
1158
1159         if (pud_large(*pud)) {
1160                 pa = pud_val(*pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1161                 xen_free_ro_pages(pa, PUD_SIZE);
1162                 return;
1163         }
1164
1165         pmd_tbl = pmd_offset(pud, 0);
1166         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1167                 if (pmd_none(pmd_tbl[i]))
1168                         continue;
1169                 xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_tbl + i, unpin);
1170         }
1171         set_pud(pud, __pud(0));
1172         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pmd_tbl, unpin);
1173 }
1174
1175 static void __init xen_cleanmfnmap_p4d(p4d_t *p4d, bool unpin)
1176 {
1177         unsigned long pa;
1178         pud_t *pud_tbl;
1179         int i;
1180
1181         if (p4d_large(*p4d)) {
1182                 pa = p4d_val(*p4d) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1183                 xen_free_ro_pages(pa, P4D_SIZE);
1184                 return;
1185         }
1186
1187         pud_tbl = pud_offset(p4d, 0);
1188         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1189                 if (pud_none(pud_tbl[i]))
1190                         continue;
1191                 xen_cleanmfnmap_pud(pud_tbl + i, unpin);
1192         }
1193         set_p4d(p4d, __p4d(0));
1194         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pud_tbl, unpin);
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Since it is well isolated we can (and since it is perhaps large we should)
1199  * also free the page tables mapping the initial P->M table.
1200  */
1201 static void __init xen_cleanmfnmap(unsigned long vaddr)
1202 {
1203         pgd_t *pgd;
1204         p4d_t *p4d;
1205         unsigned int i;
1206         bool unpin;
1207
1208         unpin = (vaddr == 2 * PGDIR_SIZE);
1209         vaddr &= PMD_MASK;
1210         pgd = pgd_offset_k(vaddr);
1211         p4d = p4d_offset(pgd, 0);
1212         for (i = 0; i < PTRS_PER_P4D; i++) {
1213                 if (p4d_none(p4d[i]))
1214                         continue;
1215                 xen_cleanmfnmap_p4d(p4d + i, unpin);
1216         }
1217         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_5LEVEL)) {
1218                 set_pgd(pgd, __pgd(0));
1219                 xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(p4d, unpin);
1220         }
1221 }
1222
1223 static void __init xen_pagetable_p2m_free(void)
1224 {
1225         unsigned long size;
1226         unsigned long addr;
1227
1228         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1229
1230         /* No memory or already called. */
1231         if ((unsigned long)xen_p2m_addr == xen_start_info->mfn_list)
1232                 return;
1233
1234         /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
1235         memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);
1236
1237         addr = xen_start_info->mfn_list;
1238         /*
1239          * We could be in __ka space.
1240          * We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
1241          * using the __ka address of xen_start_info or
1242          * xen_start_info->shared_info they are in going to crash. Fortunatly
1243          * we have already revectored in xen_setup_kernel_pagetable and in
1244          * xen_setup_shared_info.
1245          */
1246         size = roundup(size, PMD_SIZE);
1247
1248         if (addr >= __START_KERNEL_map) {
1249                 xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1250                 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
1251                                   sizeof(unsigned long));
1252                 memblock_free(__pa(addr), size);
1253         } else {
1254                 xen_cleanmfnmap(addr);
1255         }
1256 }
1257
1258 static void __init xen_pagetable_cleanhighmap(void)
1259 {
1260         unsigned long size;
1261         unsigned long addr;
1262
1263         /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
1264          * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
1265          * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
1266          * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
1267          * For good measure we also round up to the PMD - which means that if
1268          * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
1269          * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
1270          * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
1271         addr = xen_start_info->pt_base;
1272         size = roundup(xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE, PMD_SIZE);
1273
1274         xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1275         xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
1276 #ifdef DEBUG
1277         /* This is superfluous and is not necessary, but you know what
1278          * lets do it. The MODULES_VADDR -> MODULES_END should be clear of
1279          * anything at this stage. */
1280         xen_cleanhighmap(MODULES_VADDR, roundup(MODULES_VADDR, PUD_SIZE) - 1);
1281 #endif
1282 }
1283 #endif
1284
1285 static void __init xen_pagetable_p2m_setup(void)
1286 {
1287         xen_vmalloc_p2m_tree();
1288
1289 #ifdef CONFIG_X86_64
1290         xen_pagetable_p2m_free();
1291
1292         xen_pagetable_cleanhighmap();
1293 #endif
1294         /* And revector! Bye bye old array */
1295         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
1296 }
1297
1298 static void __init xen_pagetable_init(void)
1299 {
1300         paging_init();
1301         xen_post_allocator_init();
1302
1303         xen_pagetable_p2m_setup();
1304
1305         /* Allocate and initialize top and mid mfn levels for p2m structure */
1306         xen_build_mfn_list_list();
1307
1308         /* Remap memory freed due to conflicts with E820 map */
1309         xen_remap_memory();
1310
1311         xen_setup_shared_info();
1312 }
1313 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1314 {
1315         this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1316 }
1317
1318 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1319 {
1320         return this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1321 }
1322
1323 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1324 {
1325         return this_cpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1326 }
1327
1328 static void xen_flush_tlb(void)
1329 {
1330         struct mmuext_op *op;
1331         struct multicall_space mcs;
1332
1333         trace_xen_mmu_flush_tlb(0);
1334
1335         preempt_disable();
1336
1337         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1338
1339         op = mcs.args;
1340         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1341         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1342
1343         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1344
1345         preempt_enable();
1346 }
1347
1348 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1349 {
1350         struct mmuext_op *op;
1351         struct multicall_space mcs;
1352
1353         trace_xen_mmu_flush_tlb_single(addr);
1354
1355         preempt_disable();
1356
1357         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1358         op = mcs.args;
1359         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1360         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1361         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1362
1363         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1364
1365         preempt_enable();
1366 }
1367
1368 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1369                                  struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1370                                  unsigned long end)
1371 {
1372         struct {
1373                 struct mmuext_op op;
1374 #ifdef CONFIG_SMP
1375                 DECLARE_BITMAP(mask, num_processors);
1376 #else
1377                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1378 #endif
1379         } *args;
1380         struct multicall_space mcs;
1381
1382         trace_xen_mmu_flush_tlb_others(cpus, mm, start, end);
1383
1384         if (cpumask_empty(cpus))
1385                 return;         /* nothing to do */
1386
1387         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
1388         args = mcs.args;
1389         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1390
1391         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1392         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1393         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1394
1395         args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1396         if (end != TLB_FLUSH_ALL && (end - start) <= PAGE_SIZE) {
1397                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1398                 args->op.arg1.linear_addr = start;
1399         }
1400
1401         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1402
1403         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1404 }
1405
1406 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1407 {
1408         return this_cpu_read(xen_cr3);
1409 }
1410
1411 static void set_current_cr3(void *v)
1412 {
1413         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1414 }
1415
1416 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1417 {
1418         struct mmuext_op op;
1419         unsigned long mfn;
1420
1421         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1422
1423         if (cr3)
1424                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1425         else
1426                 mfn = 0;
1427
1428         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1429
1430         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1431         op.arg1.mfn = mfn;
1432
1433         xen_extend_mmuext_op(&op);
1434
1435         if (kernel) {
1436                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1437
1438                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1439                    been submitted. */
1440                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1441         }
1442 }
1443 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1444 {
1445         BUG_ON(preemptible());
1446
1447         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1448
1449         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1450            respect to ipis */
1451         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1452
1453         __xen_write_cr3(true, cr3);
1454
1455 #ifdef CONFIG_X86_64
1456         {
1457                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1458                 if (user_pgd)
1459                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1460                 else
1461                         __xen_write_cr3(false, 0);
1462         }
1463 #endif
1464
1465         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1466 }
1467
1468 #ifdef CONFIG_X86_64
1469 /*
1470  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1471  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1472  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropriate them in the
1473  * init_level4_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1474  * the new init_level4_pgt - and continue on.
1475  *
1476  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1477  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1478  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1479  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1480  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1481  * at this point.
1482  *
1483  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1484  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1485  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1486  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1487  * hypervisor is in ring 0.
1488  */
1489 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1490 {
1491         BUG_ON(preemptible());
1492
1493         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1494
1495         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1496            respect to ipis */
1497         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1498
1499         __xen_write_cr3(true, cr3);
1500
1501         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1502 }
1503 #endif
1504
1505 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1506 {
1507         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1508         int ret = 0;
1509
1510         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1511
1512 #ifdef CONFIG_X86_64
1513         {
1514                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1515                 pgd_t *user_pgd;
1516
1517                 BUG_ON(page->private != 0);
1518
1519                 ret = -ENOMEM;
1520
1521                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1522                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1523
1524                 if (user_pgd != NULL) {
1525 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
1526                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1527                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1528 #endif
1529                         ret = 0;
1530                 }
1531
1532                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1533         }
1534 #endif
1535         return ret;
1536 }
1537
1538 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1539 {
1540 #ifdef CONFIG_X86_64
1541         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1542
1543         if (user_pgd)
1544                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1545 #endif
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1550  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1551  *
1552  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1553  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1554  * drivers/xen/balloon.c).
1555  *
1556  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1557  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1558  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1559  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1560  * emulating any updates as necessary.
1561  */
1562 __visible pte_t xen_make_pte_init(pteval_t pte)
1563 {
1564 #ifdef CONFIG_X86_64
1565         unsigned long pfn;
1566
1567         /*
1568          * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
1569          * address range must be mapped read-only. This region contains the
1570          * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
1571          * mapped read-only.
1572          */
1573         pfn = (pte & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
1574         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map &&
1575             pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
1576             pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
1577                 pte &= ~_PAGE_RW;
1578 #endif
1579         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
1580         return native_make_pte(pte);
1581 }
1582 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte_init);
1583
1584 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1585 {
1586 #ifdef CONFIG_X86_32
1587         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1588         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY
1589             && pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1590                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1591                                pte_val_ma(pte));
1592 #endif
1593         native_set_pte(ptep, pte);
1594 }
1595
1596 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1597    everything is pinned. */
1598 static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1599 {
1600 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1601         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1602 #endif
1603         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1604         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1605 }
1606
1607 /* Used for pmd and pud */
1608 static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1609 {
1610 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1611         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1612 #endif
1613         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1614 }
1615
1616 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1617    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1618 static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1619 {
1620         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1621         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1622 }
1623
1624 static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1625 {
1626         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1627 }
1628
1629 static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1630 {
1631         struct multicall_space mcs;
1632         struct mmuext_op *op;
1633
1634         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1635         op = mcs.args;
1636         op->cmd = cmd;
1637         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1638
1639         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
1640 }
1641
1642 static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1643 {
1644         struct multicall_space mcs;
1645         unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
1646
1647         mcs = __xen_mc_entry(0);
1648         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
1649                                 pfn_pte(pfn, prot), 0);
1650 }
1651
1652 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1653    attached to a pinned pagetable. */
1654 static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
1655                                     unsigned level)
1656 {
1657         bool pinned = PagePinned(virt_to_page(mm->pgd));
1658
1659         trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);
1660
1661         if (pinned) {
1662                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1663
1664                 SetPagePinned(page);
1665
1666                 if (!PageHighMem(page)) {
1667                         xen_mc_batch();
1668
1669                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
1670
1671                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1672                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1673
1674                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1675                 } else {
1676                         /* make sure there are no stray mappings of
1677                            this page */
1678                         kmap_flush_unused();
1679                 }
1680         }
1681 }
1682
1683 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1684 {
1685         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1686 }
1687
1688 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1689 {
1690         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1691 }
1692
1693 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1694 static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1695 {
1696         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1697         bool pinned = PagePinned(page);
1698
1699         trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);
1700
1701         if (pinned) {
1702                 if (!PageHighMem(page)) {
1703                         xen_mc_batch();
1704
1705                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1706                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1707
1708                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);
1709
1710                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1711                 }
1712                 ClearPagePinned(page);
1713         }
1714 }
1715
1716 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1717 {
1718         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1719 }
1720
1721 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1722 {
1723         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1724 }
1725
1726 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
1727 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1728 {
1729         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1730 }
1731
1732 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1733 {
1734         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1735 }
1736 #endif
1737
1738 void __init xen_reserve_top(void)
1739 {
1740 #ifdef CONFIG_X86_32
1741         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1742         struct xen_platform_parameters pp;
1743
1744         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1745                 top = pp.virt_start;
1746
1747         reserve_top_address(-top);
1748 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1749 }
1750
1751 /*
1752  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1753  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1754  */
1755 static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
1756 {
1757 #ifdef CONFIG_X86_64
1758         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1759 #else
1760         return __va(paddr);
1761 #endif
1762 }
1763
1764 /* Convert a machine address to physical address */
1765 static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
1766 {
1767         phys_addr_t paddr;
1768
1769         maddr &= PTE_PFN_MASK;
1770         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1771
1772         return paddr;
1773 }
1774
1775 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1776 static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
1777 {
1778         return __ka(m2p(maddr));
1779 }
1780
1781 /* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
1782 static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
1783                                        unsigned long flags)
1784 {
1785         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1786         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1787
1788         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1789                 BUG();
1790 }
1791 static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1792 {
1793         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1794 }
1795 #ifdef CONFIG_X86_32
1796 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1797 {
1798         unsigned pmdidx, pteidx;
1799         unsigned ident_pte;
1800         unsigned long pfn;
1801
1802         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1803                                       PAGE_SIZE);
1804
1805         ident_pte = 0;
1806         pfn = 0;
1807         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1808                 pte_t *pte_page;
1809
1810                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1811                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1812                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1813                 else {
1814                         /* Check for free pte pages */
1815                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1816                                 break;
1817
1818                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1819                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1820
1821                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1822                 }
1823
1824                 /* Install mappings */
1825                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1826                         pte_t pte;
1827
1828                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1829                                 max_pfn_mapped = pfn;
1830
1831                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1832                                 continue;
1833
1834                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1835                         pte_page[pteidx] = pte;
1836                 }
1837         }
1838
1839         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1840                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1841
1842         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1843 }
1844 #endif
1845 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1846 {
1847         struct xen_machphys_mapping mapping;
1848
1849         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1850                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1851                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1852         } else {
1853                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1854         }
1855 #ifdef CONFIG_X86_32
1856         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1857                 < machine_to_phys_mapping);
1858 #endif
1859 }
1860
1861 #ifdef CONFIG_X86_64
1862 static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
1863 {
1864         pte_t *pte = v;
1865         int i;
1866
1867         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1868            as ptes. */
1869         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1870                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1871 }
1872 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1873                                  unsigned long addr)
1874 {
1875         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1876                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1877                 clear_page((void *)addr);
1878                 (*pt_base)++;
1879         }
1880         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1881                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1882                 clear_page((void *)addr);
1883                 (*pt_end)--;
1884         }
1885 }
1886 /*
1887  * Set up the initial kernel pagetable.
1888  *
1889  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1890  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1891  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1892  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1893  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1894  * mapping once some sort of allocator has been set up.
1895  */
1896 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1897 {
1898         pud_t *l3;
1899         pmd_t *l2;
1900         unsigned long addr[3];
1901         unsigned long pt_base, pt_end;
1902         unsigned i;
1903
1904         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1905          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1906          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1907          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1908         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
1909                 max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
1910         else
1911                 max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1912
1913         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1914         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1915
1916         /* Zap identity mapping */
1917         init_level4_pgt[0] = __pgd(0);
1918
1919         /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1920         /* L4[272] -> level3_ident_pgt  */
1921         /* L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1922         convert_pfn_mfn(init_level4_pgt);
1923
1924         /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1925         convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1926         /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt */
1927         /* L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1928         convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1929
1930         /* L3_k[511][506] -> level1_fixmap_pgt */
1931         convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1932
1933         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1934         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1935         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1936
1937         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1938         addr[1] = (unsigned long)l3;
1939         addr[2] = (unsigned long)l2;
1940         /* Graft it onto L4[272][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1941          * Both L4[272][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1942          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1943          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1944          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1945          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1946         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1947         /* Graft it onto L4[511][510] */
1948         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1949
1950         /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
1951         i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
1952         if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
1953                 init_level4_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];
1954
1955         /* Make pagetable pieces RO */
1956         set_page_prot(init_level4_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1957         set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1958         set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1959         set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1960         set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1961         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1962         set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1963         set_page_prot(level1_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1964
1965         /* Pin down new L4 */
1966         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1967                           PFN_DOWN(__pa_symbol(init_level4_pgt)));
1968
1969         /* Unpin Xen-provided one */
1970         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1971
1972         /*
1973          * At this stage there can be no user pgd, and no page structure to
1974          * attach it to, so make sure we just set kernel pgd.
1975          */
1976         xen_mc_batch();
1977         __xen_write_cr3(true, __pa(init_level4_pgt));
1978         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1979
1980         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
1981          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
1982          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
1983          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
1984          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
1985          */
1986         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
1987                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
1988
1989         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
1990         xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
1991         xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
1992         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
1993
1994         /* Revector the xen_start_info */
1995         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
1996 }
1997
1998 /*
1999  * Read a value from a physical address.
2000  */
2001 static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
2002 {
2003         unsigned long *vaddr;
2004         unsigned long val;
2005
2006         vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
2007         val = *vaddr;
2008         early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
2009         return val;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
2014  * page tables. Don't rely on big pages being aligned in (guest) physical
2015  * space!
2016  */
2017 static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
2018 {
2019         phys_addr_t pa;
2020         pgd_t pgd;
2021         pud_t pud;
2022         pmd_t pmd;
2023         pte_t pte;
2024
2025         pa = read_cr3();
2026         pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
2027                                                        sizeof(pgd)));
2028         if (!pgd_present(pgd))
2029                 return 0;
2030
2031         pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
2032         pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
2033                                                        sizeof(pud)));
2034         if (!pud_present(pud))
2035                 return 0;
2036         pa = pud_val(pud) & PTE_PFN_MASK;
2037         if (pud_large(pud))
2038                 return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);
2039
2040         pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
2041                                                        sizeof(pmd)));
2042         if (!pmd_present(pmd))
2043                 return 0;
2044         pa = pmd_val(pmd) & PTE_PFN_MASK;
2045         if (pmd_large(pmd))
2046                 return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);
2047
2048         pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
2049                                                        sizeof(pte)));
2050         if (!pte_present(pte))
2051                 return 0;
2052         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
2053
2054         return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
2059  * this area.
2060  */
2061 void __init xen_relocate_p2m(void)
2062 {
2063         phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys, p4d_phys;
2064         unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
2065         int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, n_p4d, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud, idx_p4d;
2066         pte_t *pt;
2067         pmd_t *pmd;
2068         pud_t *pud;
2069         p4d_t *p4d = NULL;
2070         pgd_t *pgd;
2071         unsigned long *new_p2m;
2072         int save_pud;
2073
2074         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
2075         n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
2076         n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
2077         n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
2078         n_pud = roundup(size, P4D_SIZE) >> P4D_SHIFT;
2079         if (PTRS_PER_P4D > 1)
2080                 n_p4d = roundup(size, PGDIR_SIZE) >> PGDIR_SHIFT;
2081         else
2082                 n_p4d = 0;
2083         n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud + n_p4d;
2084
2085         new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
2086         if (!new_area) {
2087                 xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
2088                 BUG();
2089         }
2090
2091         /*
2092          * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
2093          * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
2094          * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
2095          * address depending on the Xen version.
2096          * To avoid any possible virtual address collision, just use
2097          * 2 * PUD_SIZE for the new area.
2098          */
2099         p4d_phys = new_area;
2100         pud_phys = p4d_phys + PFN_PHYS(n_p4d);
2101         pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
2102         pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
2103         p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;
2104
2105         pgd = __va(read_cr3());
2106         new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
2107         idx_p4d = 0;
2108         save_pud = n_pud;
2109         do {
2110                 if (n_p4d > 0) {
2111                         p4d = early_memremap(p4d_phys, PAGE_SIZE);
2112                         clear_page(p4d);
2113                         n_pud = min(save_pud, PTRS_PER_P4D);
2114                 }
2115                 for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
2116                         pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
2117                         clear_page(pud);
2118                         for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
2119                                  idx_pmd++) {
2120                                 pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
2121                                 clear_page(pmd);
2122                                 for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
2123                                          idx_pt++) {
2124                                         pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
2125                                         clear_page(pt);
2126                                         for (idx_pte = 0;
2127                                                  idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
2128                                                  idx_pte++) {
2129                                                 set_pte(pt + idx_pte,
2130                                                                 pfn_pte(p2m_pfn, PAGE_KERNEL));
2131                                                 p2m_pfn++;
2132                                         }
2133                                         n_pte -= PTRS_PER_PTE;
2134                                         early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
2135                                         make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
2136                                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
2137                                                         PFN_DOWN(pt_phys));
2138                                         set_pmd(pmd + idx_pt,
2139                                                         __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys));
2140                                         pt_phys += PAGE_SIZE;
2141                                 }
2142                                 n_pt -= PTRS_PER_PMD;
2143                                 early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
2144                                 make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
2145                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
2146                                                 PFN_DOWN(pmd_phys));
2147                                 set_pud(pud + idx_pmd, __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys));
2148                                 pmd_phys += PAGE_SIZE;
2149                         }
2150                         n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
2151                         early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
2152                         make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
2153                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
2154                         if (n_p4d > 0)
2155                                 set_p4d(p4d + idx_pud, __p4d(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2156                         else
2157                                 set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2158                         pud_phys += PAGE_SIZE;
2159                 }
2160                 if (n_p4d > 0) {
2161                         save_pud -= PTRS_PER_P4D;
2162                         early_memunmap(p4d, PAGE_SIZE);
2163                         make_lowmem_page_readonly(__va(p4d_phys));
2164                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(p4d_phys));
2165                         set_pgd(pgd + 2 + idx_p4d, __pgd(_PAGE_TABLE | p4d_phys));
2166                         p4d_phys += PAGE_SIZE;
2167                 }
2168         } while (++idx_p4d < n_p4d);
2169
2170         /* Now copy the old p2m info to the new area. */
2171         memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
2172         xen_p2m_addr = new_p2m;
2173
2174         /* Release the old p2m list and set new list info. */
2175         p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
2176         BUG_ON(!p2m_pfn);
2177         p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);
2178
2179         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
2180                 pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
2181                 pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
2182                           xen_start_info->nr_p2m_frames;
2183                 set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
2184         } else {
2185                 pfn = p2m_pfn;
2186                 pfn_end = p2m_pfn_end;
2187         }
2188
2189         memblock_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
2190         while (pfn < pfn_end) {
2191                 if (pfn == p2m_pfn) {
2192                         pfn = p2m_pfn_end;
2193                         continue;
2194                 }
2195                 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
2196                 pfn++;
2197         }
2198
2199         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
2200         xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
2201         xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
2202 }
2203
2204 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
2205 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2206 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2207
2208 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
2209 {
2210         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
2211
2212         BUG_ON(read_cr3() != __pa(initial_page_table));
2213         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
2214
2215         /*
2216          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
2217          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
2218          * read-only and then pin it.
2219          *
2220          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
2221          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
2222          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
2223          * swapper_pg_dir.
2224          */
2225         swapper_kernel_pmd =
2226                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2227         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
2228         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2229                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2230         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2231
2232         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
2233         xen_write_cr3(cr3);
2234         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
2235
2236         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
2237                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2238         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2239         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2240
2241         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2242 }
2243
2244 /*
2245  * For 32 bit domains xen_start_info->pt_base is the pgd address which might be
2246  * not the first page table in the page table pool.
2247  * Iterate through the initial page tables to find the real page table base.
2248  */
2249 static phys_addr_t xen_find_pt_base(pmd_t *pmd)
2250 {
2251         phys_addr_t pt_base, paddr;
2252         unsigned pmdidx;
2253
2254         pt_base = min(__pa(xen_start_info->pt_base), __pa(pmd));
2255
2256         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++)
2257                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]) && !pmd_large(pmd[pmdidx])) {
2258                         paddr = m2p(pmd[pmdidx].pmd);
2259                         pt_base = min(pt_base, paddr);
2260                 }
2261
2262         return pt_base;
2263 }
2264
2265 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2266 {
2267         pmd_t *kernel_pmd;
2268
2269         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2270
2271         xen_pt_base = xen_find_pt_base(kernel_pmd);
2272         xen_pt_size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
2273
2274         initial_kernel_pmd =
2275                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2276
2277         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(xen_pt_base + xen_pt_size + 512 * 1024);
2278
2279         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2280
2281         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2282
2283         copy_page(initial_page_table, pgd);
2284         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2285                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2286
2287         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2288         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2289         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2290
2291         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2292
2293         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2294                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2295         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2296
2297         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2298 }
2299 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2300
2301 void __init xen_reserve_special_pages(void)
2302 {
2303         phys_addr_t paddr;
2304
2305         memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
2306         if (xen_start_info->store_mfn) {
2307                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
2308                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2309         }
2310         if (!xen_initial_domain()) {
2311                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
2312                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2313         }
2314 }
2315
2316 void __init xen_pt_check_e820(void)
2317 {
2318         if (xen_is_e820_reserved(xen_pt_base, xen_pt_size)) {
2319                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated page table memory conflicts with E820 map\n");
2320                 BUG();
2321         }
2322 }
2323
2324 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2325
2326 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2327 {
2328         pte_t pte;
2329
2330         phys >>= PAGE_SHIFT;
2331
2332         switch (idx) {
2333         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2334         case FIX_RO_IDT:
2335 #ifdef CONFIG_X86_32
2336         case FIX_WP_TEST:
2337 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2338         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2339 # endif
2340 #elif defined(CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION)
2341         case VSYSCALL_PAGE:
2342 #endif
2343         case FIX_TEXT_POKE0:
2344         case FIX_TEXT_POKE1:
2345         case FIX_GDT_REMAP_BEGIN ... FIX_GDT_REMAP_END:
2346                 /* All local page mappings */
2347                 pte = pfn_pte(phys, prot);
2348                 break;
2349
2350 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2351         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
2352                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2353                 break;
2354 #endif
2355
2356 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
2357         case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
2358                 /*
2359                  * We just don't map the IO APIC - all access is via
2360                  * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
2361                  */
2362                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2363                 break;
2364 #endif
2365
2366         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
2367                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
2368                    IO domain */
2369                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2370                 break;
2371
2372         default:
2373                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
2374                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2375                 break;
2376         }
2377
2378         __native_set_fixmap(idx, pte);
2379
2380 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
2381         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
2382            pagetable vsyscall mapping. */
2383         if (idx == VSYSCALL_PAGE) {
2384                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
2385                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
2386         }
2387 #endif
2388 }
2389
2390 static void __init xen_post_allocator_init(void)
2391 {
2392         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
2393         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
2394         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
2395 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2396         pv_mmu_ops.set_p4d = xen_set_p4d;
2397 #endif
2398
2399         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2400            (which it hasn't) */
2401         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2402         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2403         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
2404         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
2405 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2406         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2407         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
2408 #endif
2409         pv_mmu_ops.make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte);
2410
2411 #ifdef CONFIG_X86_64
2412         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2413         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
2414 #endif
2415         xen_mark_init_mm_pinned();
2416 }
2417
2418 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2419 {
2420         preempt_disable();
2421         xen_mc_flush();
2422         paravirt_leave_lazy_mmu();
2423         preempt_enable();
2424 }
2425
2426 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2427         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2428         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2429
2430         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2431         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2432
2433         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2434         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2435         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
2436         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2437
2438         .pte_update = paravirt_nop,
2439
2440         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2441         .pgd_free = xen_pgd_free,
2442
2443         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2444         .release_pte = xen_release_pte_init,
2445         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2446         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2447
2448         .set_pte = xen_set_pte_init,
2449         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2450         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2451
2452         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2453         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2454
2455         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2456         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2457
2458         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte_init),
2459         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2460
2461 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2462         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2463         .pte_clear = xen_pte_clear,
2464         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2465 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2466         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2467
2468         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2469         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2470
2471 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2472         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2473         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2474         .set_p4d = xen_set_p4d_hyper,
2475
2476         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2477         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2478 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
2479
2480         .activate_mm = xen_activate_mm,
2481         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2482         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2483
2484         .lazy_mode = {
2485                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2486                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2487                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2488         },
2489
2490         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2491 };
2492
2493 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2494 {
2495         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2496
2497         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2498
2499         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2500 }
2501
2502 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2503 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2504 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2505
2506 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2507 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2508                                 unsigned long *in_frames,
2509                                 unsigned long *out_frames)
2510 {
2511         int i;
2512         struct multicall_space mcs;
2513
2514         xen_mc_batch();
2515         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2516                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2517
2518                 if (in_frames)
2519                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2520
2521                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2522                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2523
2524                 if (out_frames)
2525                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2526         }
2527         xen_mc_issue(0);
2528 }
2529
2530 /*
2531  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2532  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2533  * mfn.
2534  */
2535 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2536                                      unsigned long *mfns,
2537                                      unsigned long first_mfn)
2538 {
2539         unsigned i, limit;
2540         unsigned long mfn;
2541
2542         xen_mc_batch();
2543
2544         limit = 1u << order;
2545         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2546                 struct multicall_space mcs;
2547                 unsigned flags;
2548
2549                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2550                 if (mfns)
2551                         mfn = mfns[i];
2552                 else
2553                         mfn = first_mfn + i;
2554
2555                 if (i < (limit - 1))
2556                         flags = 0;
2557                 else {
2558                         if (order == 0)
2559                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2560                         else
2561                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2562                 }
2563
2564                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2565                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2566
2567                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2568         }
2569
2570         xen_mc_issue(0);
2571 }
2572
2573 /*
2574  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2575  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2576  * input, and populates mfns as output.
2577  *
2578  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2579  * satisfy the request or not.
2580  */
2581 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2582                                unsigned long *pfns_in,
2583                                unsigned long extents_out,
2584                                unsigned int order_out,
2585                                unsigned long *mfns_out,
2586                                unsigned int address_bits)
2587 {
2588         long rc;
2589         int success;
2590
2591         struct xen_memory_exchange exchange = {
2592                 .in = {
2593                         .nr_extents   = extents_in,
2594                         .extent_order = order_in,
2595                         .extent_start = pfns_in,
2596                         .domid        = DOMID_SELF
2597                 },
2598                 .out = {
2599                         .nr_extents   = extents_out,
2600                         .extent_order = order_out,
2601                         .extent_start = mfns_out,
2602                         .address_bits = address_bits,
2603                         .domid        = DOMID_SELF
2604                 }
2605         };
2606
2607         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2608
2609         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2610         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2611
2612         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2613         BUG_ON(success && (rc != 0));
2614
2615         return success;
2616 }
2617
2618 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2619                                  unsigned int address_bits,
2620                                  dma_addr_t *dma_handle)
2621 {
2622         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2623         unsigned long  flags;
2624         int            success;
2625         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2626
2627         /*
2628          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2629          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2630          * this function are redundant and can be ignored.
2631          */
2632
2633         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2634                 return -ENOMEM;
2635
2636         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2637
2638         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2639
2640         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2641         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2642
2643         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2644         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2645         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2646                                       1, order, &out_frame,
2647                                       address_bits);
2648
2649         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2650         if (success)
2651                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2652         else
2653                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2654
2655         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2656
2657         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2658         return success ? 0 : -ENOMEM;
2659 }
2660 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2661
2662 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2663 {
2664         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2665         unsigned long  flags;
2666         int success;
2667         unsigned long vstart;
2668
2669         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2670                 return;
2671
2672         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2673         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2674
2675         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2676
2677         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2678         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2679
2680         /* 2. Zap current PTEs. */
2681         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2682
2683         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2684         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2685                                         0, out_frames, 0);
2686
2687         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2688         if (success)
2689                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2690         else
2691                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2692
2693         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2694 }
2695 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2696
2697 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
2698 phys_addr_t paddr_vmcoreinfo_note(void)
2699 {
2700         if (xen_pv_domain())
2701                 return virt_to_machine(&vmcoreinfo_note).maddr;
2702         else
2703                 return __pa_symbol(&vmcoreinfo_note);
2704 }
2705 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */