Merge tag 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm
[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 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
166 {
167         struct multicall_space mcs;
168         struct mmu_update *u;
169
170         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
171
172         if (mcs.mc != NULL) {
173                 mcs.mc->args[1]++;
174         } else {
175                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
176                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
177         }
178
179         u = mcs.args;
180         *u = *update;
181 }
182
183 static void xen_extend_mmuext_op(const struct mmuext_op *op)
184 {
185         struct multicall_space mcs;
186         struct mmuext_op *u;
187
188         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmuext_op, sizeof(*u));
189
190         if (mcs.mc != NULL) {
191                 mcs.mc->args[1]++;
192         } else {
193                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
194                 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
195         }
196
197         u = mcs.args;
198         *u = *op;
199 }
200
201 static void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
202 {
203         struct mmu_update u;
204
205         preempt_disable();
206
207         xen_mc_batch();
208
209         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
210         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
211         u.val = pmd_val_ma(val);
212         xen_extend_mmu_update(&u);
213
214         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
215
216         preempt_enable();
217 }
218
219 static void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
220 {
221         trace_xen_mmu_set_pmd(ptr, val);
222
223         /* If page is not pinned, we can just update the entry
224            directly */
225         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
226                 *ptr = val;
227                 return;
228         }
229
230         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
231 }
232
233 /*
234  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
235  * and protection flags for that frame.
236  */
237 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
238 {
239         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
240 }
241
242 static bool xen_batched_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
243 {
244         struct mmu_update u;
245
246         if (paravirt_get_lazy_mode() != PARAVIRT_LAZY_MMU)
247                 return false;
248
249         xen_mc_batch();
250
251         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
252         u.val = pte_val_ma(pteval);
253         xen_extend_mmu_update(&u);
254
255         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
256
257         return true;
258 }
259
260 static inline void __xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
261 {
262         if (!xen_batched_set_pte(ptep, pteval)) {
263                 /*
264                  * Could call native_set_pte() here and trap and
265                  * emulate the PTE write but with 32-bit guests this
266                  * needs two traps (one for each of the two 32-bit
267                  * words in the PTE) so do one hypercall directly
268                  * instead.
269                  */
270                 struct mmu_update u;
271
272                 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
273                 u.val = pte_val_ma(pteval);
274                 HYPERVISOR_mmu_update(&u, 1, NULL, DOMID_SELF);
275         }
276 }
277
278 static void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
279 {
280         trace_xen_mmu_set_pte(ptep, pteval);
281         __xen_set_pte(ptep, pteval);
282 }
283
284 static void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
285                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
286 {
287         trace_xen_mmu_set_pte_at(mm, addr, ptep, pteval);
288         __xen_set_pte(ptep, pteval);
289 }
290
291 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
292                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
293 {
294         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
295         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_start(mm, addr, ptep, *ptep);
296         return *ptep;
297 }
298
299 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
300                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
301 {
302         struct mmu_update u;
303
304         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_commit(mm, addr, ptep, pte);
305         xen_mc_batch();
306
307         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
308         u.val = pte_val_ma(pte);
309         xen_extend_mmu_update(&u);
310
311         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
312 }
313
314 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
315 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
316 {
317         if (val & _PAGE_PRESENT) {
318                 unsigned long mfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
319                 unsigned long pfn = mfn_to_pfn(mfn);
320
321                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
322                 if (unlikely(pfn == ~0))
323                         val = flags & ~_PAGE_PRESENT;
324                 else
325                         val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
326         }
327
328         return val;
329 }
330
331 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
332 {
333         if (val & _PAGE_PRESENT) {
334                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
335                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
336                 unsigned long mfn;
337
338                 mfn = __pfn_to_mfn(pfn);
339
340                 /*
341                  * If there's no mfn for the pfn, then just create an
342                  * empty non-present pte.  Unfortunately this loses
343                  * information about the original pfn, so
344                  * pte_mfn_to_pfn is asymmetric.
345                  */
346                 if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY)) {
347                         mfn = 0;
348                         flags = 0;
349                 } else
350                         mfn &= ~(FOREIGN_FRAME_BIT | IDENTITY_FRAME_BIT);
351                 val = ((pteval_t)mfn << PAGE_SHIFT) | flags;
352         }
353
354         return val;
355 }
356
357 __visible pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
358 {
359         pteval_t pteval = pte.pte;
360
361         return pte_mfn_to_pfn(pteval);
362 }
363 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
364
365 __visible pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
366 {
367         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
368 }
369 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
370
371 __visible pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
372 {
373         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
374
375         return native_make_pte(pte);
376 }
377 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
378
379 __visible pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
380 {
381         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
382         return native_make_pgd(pgd);
383 }
384 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
385
386 __visible pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
387 {
388         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
389 }
390 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
391
392 static void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
393 {
394         struct mmu_update u;
395
396         preempt_disable();
397
398         xen_mc_batch();
399
400         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
401         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
402         u.val = pud_val_ma(val);
403         xen_extend_mmu_update(&u);
404
405         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
406
407         preempt_enable();
408 }
409
410 static void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
411 {
412         trace_xen_mmu_set_pud(ptr, val);
413
414         /* If page is not pinned, we can just update the entry
415            directly */
416         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
417                 *ptr = val;
418                 return;
419         }
420
421         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
422 }
423
424 #ifdef CONFIG_X86_PAE
425 static void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
426 {
427         trace_xen_mmu_set_pte_atomic(ptep, pte);
428         set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
429 }
430
431 static void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
432 {
433         trace_xen_mmu_pte_clear(mm, addr, ptep);
434         if (!xen_batched_set_pte(ptep, native_make_pte(0)))
435                 native_pte_clear(mm, addr, ptep);
436 }
437
438 static void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
439 {
440         trace_xen_mmu_pmd_clear(pmdp);
441         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
442 }
443 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
444
445 __visible pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
446 {
447         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
448         return native_make_pmd(pmd);
449 }
450 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
451
452 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
453 __visible pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
454 {
455         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
456 }
457 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
458
459 __visible pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
460 {
461         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
462
463         return native_make_pud(pud);
464 }
465 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
466
467 static pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
468 {
469         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
470         unsigned offset = pgd - pgd_page;
471         pgd_t *user_ptr = NULL;
472
473         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
474                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
475                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
476                 if (user_ptr)
477                         user_ptr += offset;
478         }
479
480         return user_ptr;
481 }
482
483 static void __xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
484 {
485         struct mmu_update u;
486
487         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
488         u.val = p4d_val_ma(val);
489         xen_extend_mmu_update(&u);
490 }
491
492 /*
493  * Raw hypercall-based set_p4d, intended for in early boot before
494  * there's a page structure.  This implies:
495  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
496  *  2. It is always pinned
497  *  3. It has no user pagetable attached to it
498  */
499 static void __init xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
500 {
501         preempt_disable();
502
503         xen_mc_batch();
504
505         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
506
507         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
508
509         preempt_enable();
510 }
511
512 static void xen_set_p4d(p4d_t *ptr, p4d_t val)
513 {
514         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd((pgd_t *)ptr);
515         pgd_t pgd_val;
516
517         trace_xen_mmu_set_p4d(ptr, (p4d_t *)user_ptr, val);
518
519         /* If page is not pinned, we can just update the entry
520            directly */
521         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
522                 *ptr = val;
523                 if (user_ptr) {
524                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
525                         pgd_val.pgd = p4d_val_ma(val);
526                         *user_ptr = pgd_val;
527                 }
528                 return;
529         }
530
531         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
532            user updates together. */
533         xen_mc_batch();
534
535         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
536         if (user_ptr)
537                 __xen_set_p4d_hyper((p4d_t *)user_ptr, val);
538
539         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
540 }
541 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
542
543 static int xen_pmd_walk(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
544                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
545                 bool last, unsigned long limit)
546 {
547         int i, nr, flush = 0;
548
549         nr = last ? pmd_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PMD;
550         for (i = 0; i < nr; i++) {
551                 if (!pmd_none(pmd[i]))
552                         flush |= (*func)(mm, pmd_page(pmd[i]), PT_PTE);
553         }
554         return flush;
555 }
556
557 static int xen_pud_walk(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
558                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
559                 bool last, unsigned long limit)
560 {
561         int i, nr, flush = 0;
562
563         nr = last ? pud_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PUD;
564         for (i = 0; i < nr; i++) {
565                 pmd_t *pmd;
566
567                 if (pud_none(pud[i]))
568                         continue;
569
570                 pmd = pmd_offset(&pud[i], 0);
571                 if (PTRS_PER_PMD > 1)
572                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
573                 flush |= xen_pmd_walk(mm, pmd, func,
574                                 last && i == nr - 1, limit);
575         }
576         return flush;
577 }
578
579 static int xen_p4d_walk(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
580                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
581                 bool last, unsigned long limit)
582 {
583         int i, nr, flush = 0;
584
585         nr = last ? p4d_index(limit) + 1 : PTRS_PER_P4D;
586         for (i = 0; i < nr; i++) {
587                 pud_t *pud;
588
589                 if (p4d_none(p4d[i]))
590                         continue;
591
592                 pud = pud_offset(&p4d[i], 0);
593                 if (PTRS_PER_PUD > 1)
594                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
595                 flush |= xen_pud_walk(mm, pud, func,
596                                 last && i == nr - 1, limit);
597         }
598         return flush;
599 }
600
601 /*
602  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
603  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
604  * callback function on each page it finds making up the page table,
605  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
606  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
607  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
608  * FIXADDR_TOP.
609  *
610  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
611  * because then we start getting into Xen's ptes.
612  *
613  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
614  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
615  */
616 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
617                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
618                                       enum pt_level),
619                           unsigned long limit)
620 {
621         int i, nr, flush = 0;
622         unsigned hole_low, hole_high;
623
624         /* The limit is the last byte to be touched */
625         limit--;
626         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
627
628         /*
629          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
630          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
631          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
632          */
633         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
634         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
635
636         nr = pgd_index(limit) + 1;
637         for (i = 0; i < nr; i++) {
638                 p4d_t *p4d;
639
640                 if (i >= hole_low && i < hole_high)
641                         continue;
642
643                 if (pgd_none(pgd[i]))
644                         continue;
645
646                 p4d = p4d_offset(&pgd[i], 0);
647                 if (PTRS_PER_P4D > 1)
648                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(p4d), PT_P4D);
649                 flush |= xen_p4d_walk(mm, p4d, func, i == nr - 1, limit);
650         }
651
652         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
653            a cue to do final things like tlb flushes. */
654         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
655
656         return flush;
657 }
658
659 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
660                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
661                                     enum pt_level),
662                         unsigned long limit)
663 {
664         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
665 }
666
667 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
668    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
669 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
670 {
671         spinlock_t *ptl = NULL;
672
673 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
674         ptl = ptlock_ptr(page);
675         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
676 #endif
677
678         return ptl;
679 }
680
681 static void xen_pte_unlock(void *v)
682 {
683         spinlock_t *ptl = v;
684         spin_unlock(ptl);
685 }
686
687 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
688 {
689         struct mmuext_op op;
690
691         op.cmd = level;
692         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
693
694         xen_extend_mmuext_op(&op);
695 }
696
697 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
698                         enum pt_level level)
699 {
700         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
701         int flush;
702
703         if (pgfl)
704                 flush = 0;              /* already pinned */
705         else if (PageHighMem(page))
706                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
707                    highpage */
708                 flush = 1;
709         else {
710                 void *pt = lowmem_page_address(page);
711                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
712                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
713                 spinlock_t *ptl;
714
715                 flush = 0;
716
717                 /*
718                  * We need to hold the pagetable lock between the time
719                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
720                  * it.  If we don't, then other users may come in and
721                  * attempt to update the pagetable by writing it,
722                  * which will fail because the memory is RO but not
723                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
724                  *
725                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
726                  * entire pagetable's worth of locks during the
727                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
728                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
729                  * page while holding the lock.  This means the number
730                  * of locks we end up holding is never more than a
731                  * batch size (~32 entries, at present).
732                  *
733                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
734                  * the PTE pages independently, because we're
735                  * protected by the overall pagetable lock.
736                  */
737                 ptl = NULL;
738                 if (level == PT_PTE)
739                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
740
741                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
742                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
743                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
744
745                 if (ptl) {
746                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
747
748                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
749                            is completed. */
750                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
751                 }
752         }
753
754         return flush;
755 }
756
757 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
758    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
759    read-only, and can be pinned. */
760 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
761 {
762         trace_xen_mmu_pgd_pin(mm, pgd);
763
764         xen_mc_batch();
765
766         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
767                 /* re-enable interrupts for flushing */
768                 xen_mc_issue(0);
769
770                 kmap_flush_unused();
771
772                 xen_mc_batch();
773         }
774
775 #ifdef CONFIG_X86_64
776         {
777                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
778
779                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
780
781                 if (user_pgd) {
782                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
783                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
784                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
785                 }
786         }
787 #else /* CONFIG_X86_32 */
788 #ifdef CONFIG_X86_PAE
789         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
790         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
791                      PT_PMD);
792 #endif
793         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
794 #endif /* CONFIG_X86_64 */
795         xen_mc_issue(0);
796 }
797
798 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
799 {
800         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
801 }
802
803 /*
804  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
805  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
806  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
807  * process is under construction or destruction).
808  *
809  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
810  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
811  * matter all that much.
812  */
813 void xen_mm_pin_all(void)
814 {
815         struct page *page;
816
817         spin_lock(&pgd_lock);
818
819         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
820                 if (!PagePinned(page)) {
821                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
822                         SetPageSavePinned(page);
823                 }
824         }
825
826         spin_unlock(&pgd_lock);
827 }
828
829 /*
830  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
831  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
832  * the book-keeping now.
833  */
834 static int __init xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
835                                   enum pt_level level)
836 {
837         SetPagePinned(page);
838         return 0;
839 }
840
841 static void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
842 {
843         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
844 }
845
846 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
847                           enum pt_level level)
848 {
849         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
850
851         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
852                 void *pt = lowmem_page_address(page);
853                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
854                 spinlock_t *ptl = NULL;
855                 struct multicall_space mcs;
856
857                 /*
858                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
859                  * pte locks, we must be holding the lock for while
860                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
861                  * concurrent updates from seeing it in this
862                  * partially-pinned state.
863                  */
864                 if (level == PT_PTE) {
865                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
866
867                         if (ptl)
868                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
869                 }
870
871                 mcs = __xen_mc_entry(0);
872
873                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
874                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
875                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
876
877                 if (ptl) {
878                         /* unlock when batch completed */
879                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
880                 }
881         }
882
883         return 0;               /* never need to flush on unpin */
884 }
885
886 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
887 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
888 {
889         trace_xen_mmu_pgd_unpin(mm, pgd);
890
891         xen_mc_batch();
892
893         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
894
895 #ifdef CONFIG_X86_64
896         {
897                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
898
899                 if (user_pgd) {
900                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
901                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
902                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
903                 }
904         }
905 #endif
906
907 #ifdef CONFIG_X86_PAE
908         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
909         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
910                        PT_PMD);
911 #endif
912
913         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
914
915         xen_mc_issue(0);
916 }
917
918 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
919 {
920         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
921 }
922
923 /*
924  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
925  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
926  */
927 void xen_mm_unpin_all(void)
928 {
929         struct page *page;
930
931         spin_lock(&pgd_lock);
932
933         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
934                 if (PageSavePinned(page)) {
935                         BUG_ON(!PagePinned(page));
936                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
937                         ClearPageSavePinned(page);
938                 }
939         }
940
941         spin_unlock(&pgd_lock);
942 }
943
944 static void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
945 {
946         spin_lock(&next->page_table_lock);
947         xen_pgd_pin(next);
948         spin_unlock(&next->page_table_lock);
949 }
950
951 static void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
952 {
953         spin_lock(&mm->page_table_lock);
954         xen_pgd_pin(mm);
955         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
956 }
957
958 static void drop_mm_ref_this_cpu(void *info)
959 {
960         struct mm_struct *mm = info;
961
962         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == mm)
963                 leave_mm(smp_processor_id());
964
965         /*
966          * If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
967          * it has been flushed.
968          */
969         if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
970                 xen_mc_flush();
971 }
972
973 #ifdef CONFIG_SMP
974 /*
975  * Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
976  * we need to repoint it somewhere else before we can unpin it.
977  */
978 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
979 {
980         cpumask_var_t mask;
981         unsigned cpu;
982
983         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
984
985         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
986         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
987                 for_each_online_cpu(cpu) {
988                         if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
989                                 continue;
990                         smp_call_function_single(cpu, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
991                 }
992                 return;
993         }
994
995         /*
996          * It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
997          * cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
998          * its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
999          * look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1000          * if needed.
1001          */
1002         cpumask_clear(mask);
1003         for_each_online_cpu(cpu) {
1004                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1005                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1006         }
1007
1008         smp_call_function_many(mask, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
1009         free_cpumask_var(mask);
1010 }
1011 #else
1012 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1013 {
1014         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
1015 }
1016 #endif
1017
1018 /*
1019  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1020  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1021  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1022  * hypervisor, which is moderately expensive.
1023  *
1024  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1025  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1026  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1027  *
1028  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1029  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1030  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1031  */
1032 static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1033 {
1034         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1035         xen_drop_mm_ref(mm);
1036         put_cpu();
1037
1038         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1039
1040         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1041         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1042                 xen_pgd_unpin(mm);
1043
1044         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1045 }
1046
1047 static void xen_post_allocator_init(void);
1048
1049 static void __init pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1050 {
1051         struct mmuext_op op;
1052
1053         op.cmd = cmd;
1054         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1055         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1056                 BUG();
1057 }
1058
1059 #ifdef CONFIG_X86_64
1060 static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
1061                                     unsigned long vaddr_end)
1062 {
1063         unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
1064         pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);
1065
1066         /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
1067          * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
1068         for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PTRS_PER_PMD));
1069                         pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
1070                 if (pmd_none(*pmd))
1071                         continue;
1072                 if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
1073                         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1074         }
1075         /* In case we did something silly, we should crash in this function
1076          * instead of somewhere later and be confusing. */
1077         xen_mc_flush();
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Make a page range writeable and free it.
1082  */
1083 static void __init xen_free_ro_pages(unsigned long paddr, unsigned long size)
1084 {
1085         void *vaddr = __va(paddr);
1086         void *vaddr_end = vaddr + size;
1087
1088         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE)
1089                 make_lowmem_page_readwrite(vaddr);
1090
1091         memblock_free(paddr, size);
1092 }
1093
1094 static void __init xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(void *pgtbl, bool unpin)
1095 {
1096         unsigned long pa = __pa(pgtbl) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1097
1098         if (unpin)
1099                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(pa));
1100         ClearPagePinned(virt_to_page(__va(pa)));
1101         xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1102 }
1103
1104 static void __init xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_t *pmd, bool unpin)
1105 {
1106         unsigned long pa;
1107         pte_t *pte_tbl;
1108         int i;
1109
1110         if (pmd_large(*pmd)) {
1111                 pa = pmd_val(*pmd) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1112                 xen_free_ro_pages(pa, PMD_SIZE);
1113                 return;
1114         }
1115
1116         pte_tbl = pte_offset_kernel(pmd, 0);
1117         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1118                 if (pte_none(pte_tbl[i]))
1119                         continue;
1120                 pa = pte_pfn(pte_tbl[i]) << PAGE_SHIFT;
1121                 xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1122         }
1123         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1124         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pte_tbl, unpin);
1125 }
1126
1127 static void __init xen_cleanmfnmap_pud(pud_t *pud, bool unpin)
1128 {
1129         unsigned long pa;
1130         pmd_t *pmd_tbl;
1131         int i;
1132
1133         if (pud_large(*pud)) {
1134                 pa = pud_val(*pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1135                 xen_free_ro_pages(pa, PUD_SIZE);
1136                 return;
1137         }
1138
1139         pmd_tbl = pmd_offset(pud, 0);
1140         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1141                 if (pmd_none(pmd_tbl[i]))
1142                         continue;
1143                 xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_tbl + i, unpin);
1144         }
1145         set_pud(pud, __pud(0));
1146         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pmd_tbl, unpin);
1147 }
1148
1149 static void __init xen_cleanmfnmap_p4d(p4d_t *p4d, bool unpin)
1150 {
1151         unsigned long pa;
1152         pud_t *pud_tbl;
1153         int i;
1154
1155         if (p4d_large(*p4d)) {
1156                 pa = p4d_val(*p4d) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1157                 xen_free_ro_pages(pa, P4D_SIZE);
1158                 return;
1159         }
1160
1161         pud_tbl = pud_offset(p4d, 0);
1162         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1163                 if (pud_none(pud_tbl[i]))
1164                         continue;
1165                 xen_cleanmfnmap_pud(pud_tbl + i, unpin);
1166         }
1167         set_p4d(p4d, __p4d(0));
1168         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pud_tbl, unpin);
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Since it is well isolated we can (and since it is perhaps large we should)
1173  * also free the page tables mapping the initial P->M table.
1174  */
1175 static void __init xen_cleanmfnmap(unsigned long vaddr)
1176 {
1177         pgd_t *pgd;
1178         p4d_t *p4d;
1179         unsigned int i;
1180         bool unpin;
1181
1182         unpin = (vaddr == 2 * PGDIR_SIZE);
1183         vaddr &= PMD_MASK;
1184         pgd = pgd_offset_k(vaddr);
1185         p4d = p4d_offset(pgd, 0);
1186         for (i = 0; i < PTRS_PER_P4D; i++) {
1187                 if (p4d_none(p4d[i]))
1188                         continue;
1189                 xen_cleanmfnmap_p4d(p4d + i, unpin);
1190         }
1191         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_5LEVEL)) {
1192                 set_pgd(pgd, __pgd(0));
1193                 xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(p4d, unpin);
1194         }
1195 }
1196
1197 static void __init xen_pagetable_p2m_free(void)
1198 {
1199         unsigned long size;
1200         unsigned long addr;
1201
1202         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1203
1204         /* No memory or already called. */
1205         if ((unsigned long)xen_p2m_addr == xen_start_info->mfn_list)
1206                 return;
1207
1208         /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
1209         memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);
1210
1211         addr = xen_start_info->mfn_list;
1212         /*
1213          * We could be in __ka space.
1214          * We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
1215          * using the __ka address of xen_start_info or
1216          * xen_start_info->shared_info they are in going to crash. Fortunatly
1217          * we have already revectored in xen_setup_kernel_pagetable and in
1218          * xen_setup_shared_info.
1219          */
1220         size = roundup(size, PMD_SIZE);
1221
1222         if (addr >= __START_KERNEL_map) {
1223                 xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1224                 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
1225                                   sizeof(unsigned long));
1226                 memblock_free(__pa(addr), size);
1227         } else {
1228                 xen_cleanmfnmap(addr);
1229         }
1230 }
1231
1232 static void __init xen_pagetable_cleanhighmap(void)
1233 {
1234         unsigned long size;
1235         unsigned long addr;
1236
1237         /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
1238          * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
1239          * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
1240          * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
1241          * For good measure we also round up to the PMD - which means that if
1242          * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
1243          * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
1244          * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
1245         addr = xen_start_info->pt_base;
1246         size = roundup(xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE, PMD_SIZE);
1247
1248         xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1249         xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
1250 #ifdef DEBUG
1251         /* This is superfluous and is not necessary, but you know what
1252          * lets do it. The MODULES_VADDR -> MODULES_END should be clear of
1253          * anything at this stage. */
1254         xen_cleanhighmap(MODULES_VADDR, roundup(MODULES_VADDR, PUD_SIZE) - 1);
1255 #endif
1256 }
1257 #endif
1258
1259 static void __init xen_pagetable_p2m_setup(void)
1260 {
1261         xen_vmalloc_p2m_tree();
1262
1263 #ifdef CONFIG_X86_64
1264         xen_pagetable_p2m_free();
1265
1266         xen_pagetable_cleanhighmap();
1267 #endif
1268         /* And revector! Bye bye old array */
1269         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
1270 }
1271
1272 static void __init xen_pagetable_init(void)
1273 {
1274         paging_init();
1275         xen_post_allocator_init();
1276
1277         xen_pagetable_p2m_setup();
1278
1279         /* Allocate and initialize top and mid mfn levels for p2m structure */
1280         xen_build_mfn_list_list();
1281
1282         /* Remap memory freed due to conflicts with E820 map */
1283         xen_remap_memory();
1284
1285         xen_setup_shared_info();
1286 }
1287 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1288 {
1289         this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1290 }
1291
1292 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1293 {
1294         return this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1295 }
1296
1297 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1298 {
1299         return this_cpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1300 }
1301
1302 static void xen_flush_tlb(void)
1303 {
1304         struct mmuext_op *op;
1305         struct multicall_space mcs;
1306
1307         trace_xen_mmu_flush_tlb(0);
1308
1309         preempt_disable();
1310
1311         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1312
1313         op = mcs.args;
1314         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1315         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1316
1317         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1318
1319         preempt_enable();
1320 }
1321
1322 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1323 {
1324         struct mmuext_op *op;
1325         struct multicall_space mcs;
1326
1327         trace_xen_mmu_flush_tlb_single(addr);
1328
1329         preempt_disable();
1330
1331         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1332         op = mcs.args;
1333         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1334         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1335         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1336
1337         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1338
1339         preempt_enable();
1340 }
1341
1342 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1343                                  const struct flush_tlb_info *info)
1344 {
1345         struct {
1346                 struct mmuext_op op;
1347 #ifdef CONFIG_SMP
1348                 DECLARE_BITMAP(mask, num_processors);
1349 #else
1350                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1351 #endif
1352         } *args;
1353         struct multicall_space mcs;
1354
1355         trace_xen_mmu_flush_tlb_others(cpus, info->mm, info->start, info->end);
1356
1357         if (cpumask_empty(cpus))
1358                 return;         /* nothing to do */
1359
1360         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
1361         args = mcs.args;
1362         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1363
1364         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1365         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1366         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1367
1368         args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1369         if (info->end != TLB_FLUSH_ALL &&
1370             (info->end - info->start) <= PAGE_SIZE) {
1371                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1372                 args->op.arg1.linear_addr = info->start;
1373         }
1374
1375         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1376
1377         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1378 }
1379
1380 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1381 {
1382         return this_cpu_read(xen_cr3);
1383 }
1384
1385 static void set_current_cr3(void *v)
1386 {
1387         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1388 }
1389
1390 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1391 {
1392         struct mmuext_op op;
1393         unsigned long mfn;
1394
1395         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1396
1397         if (cr3)
1398                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1399         else
1400                 mfn = 0;
1401
1402         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1403
1404         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1405         op.arg1.mfn = mfn;
1406
1407         xen_extend_mmuext_op(&op);
1408
1409         if (kernel) {
1410                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1411
1412                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1413                    been submitted. */
1414                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1415         }
1416 }
1417 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1418 {
1419         BUG_ON(preemptible());
1420
1421         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1422
1423         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1424            respect to ipis */
1425         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1426
1427         __xen_write_cr3(true, cr3);
1428
1429 #ifdef CONFIG_X86_64
1430         {
1431                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1432                 if (user_pgd)
1433                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1434                 else
1435                         __xen_write_cr3(false, 0);
1436         }
1437 #endif
1438
1439         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1440 }
1441
1442 #ifdef CONFIG_X86_64
1443 /*
1444  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1445  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1446  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropriate them in the
1447  * init_top_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1448  * the new init_top_pgt - and continue on.
1449  *
1450  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1451  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1452  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1453  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1454  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1455  * at this point.
1456  *
1457  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1458  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1459  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1460  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1461  * hypervisor is in ring 0.
1462  */
1463 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1464 {
1465         BUG_ON(preemptible());
1466
1467         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1468
1469         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1470            respect to ipis */
1471         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1472
1473         __xen_write_cr3(true, cr3);
1474
1475         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1476 }
1477 #endif
1478
1479 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1480 {
1481         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1482         int ret = 0;
1483
1484         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1485
1486 #ifdef CONFIG_X86_64
1487         {
1488                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1489                 pgd_t *user_pgd;
1490
1491                 BUG_ON(page->private != 0);
1492
1493                 ret = -ENOMEM;
1494
1495                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1496                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1497
1498                 if (user_pgd != NULL) {
1499 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
1500                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1501                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1502 #endif
1503                         ret = 0;
1504                 }
1505
1506                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1507         }
1508 #endif
1509         return ret;
1510 }
1511
1512 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1513 {
1514 #ifdef CONFIG_X86_64
1515         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1516
1517         if (user_pgd)
1518                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1519 #endif
1520 }
1521
1522 /*
1523  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1524  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1525  *
1526  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1527  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1528  * drivers/xen/balloon.c).
1529  *
1530  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1531  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1532  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1533  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1534  * emulating any updates as necessary.
1535  */
1536 __visible pte_t xen_make_pte_init(pteval_t pte)
1537 {
1538 #ifdef CONFIG_X86_64
1539         unsigned long pfn;
1540
1541         /*
1542          * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
1543          * address range must be mapped read-only. This region contains the
1544          * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
1545          * mapped read-only.
1546          */
1547         pfn = (pte & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
1548         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map &&
1549             pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
1550             pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
1551                 pte &= ~_PAGE_RW;
1552 #endif
1553         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
1554         return native_make_pte(pte);
1555 }
1556 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte_init);
1557
1558 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1559 {
1560 #ifdef CONFIG_X86_32
1561         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1562         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY
1563             && pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1564                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1565                                pte_val_ma(pte));
1566 #endif
1567         native_set_pte(ptep, pte);
1568 }
1569
1570 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1571    everything is pinned. */
1572 static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1573 {
1574 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1575         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1576 #endif
1577         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1578         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1579 }
1580
1581 /* Used for pmd and pud */
1582 static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1583 {
1584 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1585         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1586 #endif
1587         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1588 }
1589
1590 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1591    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1592 static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1593 {
1594         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1595         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1596 }
1597
1598 static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1599 {
1600         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1601 }
1602
1603 static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1604 {
1605         struct multicall_space mcs;
1606         struct mmuext_op *op;
1607
1608         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1609         op = mcs.args;
1610         op->cmd = cmd;
1611         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1612
1613         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
1614 }
1615
1616 static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1617 {
1618         struct multicall_space mcs;
1619         unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
1620
1621         mcs = __xen_mc_entry(0);
1622         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
1623                                 pfn_pte(pfn, prot), 0);
1624 }
1625
1626 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1627    attached to a pinned pagetable. */
1628 static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
1629                                     unsigned level)
1630 {
1631         bool pinned = PagePinned(virt_to_page(mm->pgd));
1632
1633         trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);
1634
1635         if (pinned) {
1636                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1637
1638                 SetPagePinned(page);
1639
1640                 if (!PageHighMem(page)) {
1641                         xen_mc_batch();
1642
1643                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
1644
1645                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1646                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1647
1648                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1649                 } else {
1650                         /* make sure there are no stray mappings of
1651                            this page */
1652                         kmap_flush_unused();
1653                 }
1654         }
1655 }
1656
1657 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1658 {
1659         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1660 }
1661
1662 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1663 {
1664         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1665 }
1666
1667 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1668 static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1669 {
1670         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1671         bool pinned = PagePinned(page);
1672
1673         trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);
1674
1675         if (pinned) {
1676                 if (!PageHighMem(page)) {
1677                         xen_mc_batch();
1678
1679                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1680                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1681
1682                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);
1683
1684                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1685                 }
1686                 ClearPagePinned(page);
1687         }
1688 }
1689
1690 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1691 {
1692         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1693 }
1694
1695 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1696 {
1697         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1698 }
1699
1700 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
1701 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1702 {
1703         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1704 }
1705
1706 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1707 {
1708         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1709 }
1710 #endif
1711
1712 void __init xen_reserve_top(void)
1713 {
1714 #ifdef CONFIG_X86_32
1715         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1716         struct xen_platform_parameters pp;
1717
1718         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1719                 top = pp.virt_start;
1720
1721         reserve_top_address(-top);
1722 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1727  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1728  */
1729 static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
1730 {
1731 #ifdef CONFIG_X86_64
1732         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1733 #else
1734         return __va(paddr);
1735 #endif
1736 }
1737
1738 /* Convert a machine address to physical address */
1739 static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
1740 {
1741         phys_addr_t paddr;
1742
1743         maddr &= PTE_PFN_MASK;
1744         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1745
1746         return paddr;
1747 }
1748
1749 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1750 static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
1751 {
1752         return __ka(m2p(maddr));
1753 }
1754
1755 /* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
1756 static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
1757                                        unsigned long flags)
1758 {
1759         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1760         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1761
1762         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1763                 BUG();
1764 }
1765 static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1766 {
1767         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1768 }
1769 #ifdef CONFIG_X86_32
1770 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1771 {
1772         unsigned pmdidx, pteidx;
1773         unsigned ident_pte;
1774         unsigned long pfn;
1775
1776         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1777                                       PAGE_SIZE);
1778
1779         ident_pte = 0;
1780         pfn = 0;
1781         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1782                 pte_t *pte_page;
1783
1784                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1785                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1786                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1787                 else {
1788                         /* Check for free pte pages */
1789                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1790                                 break;
1791
1792                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1793                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1794
1795                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1796                 }
1797
1798                 /* Install mappings */
1799                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1800                         pte_t pte;
1801
1802                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1803                                 max_pfn_mapped = pfn;
1804
1805                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1806                                 continue;
1807
1808                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1809                         pte_page[pteidx] = pte;
1810                 }
1811         }
1812
1813         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1814                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1815
1816         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1817 }
1818 #endif
1819 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1820 {
1821         struct xen_machphys_mapping mapping;
1822
1823         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1824                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1825                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1826         } else {
1827                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1828         }
1829 #ifdef CONFIG_X86_32
1830         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1831                 < machine_to_phys_mapping);
1832 #endif
1833 }
1834
1835 #ifdef CONFIG_X86_64
1836 static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
1837 {
1838         pte_t *pte = v;
1839         int i;
1840
1841         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1842            as ptes. */
1843         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1844                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1845 }
1846 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1847                                  unsigned long addr)
1848 {
1849         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1850                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1851                 clear_page((void *)addr);
1852                 (*pt_base)++;
1853         }
1854         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1855                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1856                 clear_page((void *)addr);
1857                 (*pt_end)--;
1858         }
1859 }
1860 /*
1861  * Set up the initial kernel pagetable.
1862  *
1863  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1864  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1865  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1866  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1867  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1868  * mapping once some sort of allocator has been set up.
1869  */
1870 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1871 {
1872         pud_t *l3;
1873         pmd_t *l2;
1874         unsigned long addr[3];
1875         unsigned long pt_base, pt_end;
1876         unsigned i;
1877
1878         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1879          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1880          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1881          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1882         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
1883                 max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
1884         else
1885                 max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1886
1887         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1888         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1889
1890         /* Zap identity mapping */
1891         init_top_pgt[0] = __pgd(0);
1892
1893         /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1894         /* L4[272] -> level3_ident_pgt  */
1895         /* L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1896         convert_pfn_mfn(init_top_pgt);
1897
1898         /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1899         convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1900         /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt */
1901         /* L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1902         convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1903
1904         /* L3_k[511][506] -> level1_fixmap_pgt */
1905         convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1906
1907         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1908         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1909         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1910
1911         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1912         addr[1] = (unsigned long)l3;
1913         addr[2] = (unsigned long)l2;
1914         /* Graft it onto L4[272][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1915          * Both L4[272][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1916          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1917          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1918          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1919          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1920         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1921         /* Graft it onto L4[511][510] */
1922         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1923
1924         /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
1925         i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
1926         if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
1927                 init_top_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];
1928
1929         /* Make pagetable pieces RO */
1930         set_page_prot(init_top_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1931         set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1932         set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1933         set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1934         set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1935         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1936         set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1937         set_page_prot(level1_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1938
1939         /* Pin down new L4 */
1940         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1941                           PFN_DOWN(__pa_symbol(init_top_pgt)));
1942
1943         /* Unpin Xen-provided one */
1944         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1945
1946         /*
1947          * At this stage there can be no user pgd, and no page structure to
1948          * attach it to, so make sure we just set kernel pgd.
1949          */
1950         xen_mc_batch();
1951         __xen_write_cr3(true, __pa(init_top_pgt));
1952         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1953
1954         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
1955          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
1956          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
1957          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
1958          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
1959          */
1960         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
1961                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
1962
1963         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
1964         xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
1965         xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
1966         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
1967
1968         /* Revector the xen_start_info */
1969         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Read a value from a physical address.
1974  */
1975 static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
1976 {
1977         unsigned long *vaddr;
1978         unsigned long val;
1979
1980         vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
1981         val = *vaddr;
1982         early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
1983         return val;
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
1988  * page tables. Don't rely on big pages being aligned in (guest) physical
1989  * space!
1990  */
1991 static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
1992 {
1993         phys_addr_t pa;
1994         pgd_t pgd;
1995         pud_t pud;
1996         pmd_t pmd;
1997         pte_t pte;
1998
1999         pa = read_cr3_pa();
2000         pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
2001                                                        sizeof(pgd)));
2002         if (!pgd_present(pgd))
2003                 return 0;
2004
2005         pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
2006         pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
2007                                                        sizeof(pud)));
2008         if (!pud_present(pud))
2009                 return 0;
2010         pa = pud_val(pud) & PTE_PFN_MASK;
2011         if (pud_large(pud))
2012                 return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);
2013
2014         pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
2015                                                        sizeof(pmd)));
2016         if (!pmd_present(pmd))
2017                 return 0;
2018         pa = pmd_val(pmd) & PTE_PFN_MASK;
2019         if (pmd_large(pmd))
2020                 return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);
2021
2022         pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
2023                                                        sizeof(pte)));
2024         if (!pte_present(pte))
2025                 return 0;
2026         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
2027
2028         return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
2033  * this area.
2034  */
2035 void __init xen_relocate_p2m(void)
2036 {
2037         phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys, p4d_phys;
2038         unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
2039         int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, n_p4d, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud, idx_p4d;
2040         pte_t *pt;
2041         pmd_t *pmd;
2042         pud_t *pud;
2043         p4d_t *p4d = NULL;
2044         pgd_t *pgd;
2045         unsigned long *new_p2m;
2046         int save_pud;
2047
2048         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
2049         n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
2050         n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
2051         n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
2052         n_pud = roundup(size, P4D_SIZE) >> P4D_SHIFT;
2053         if (PTRS_PER_P4D > 1)
2054                 n_p4d = roundup(size, PGDIR_SIZE) >> PGDIR_SHIFT;
2055         else
2056                 n_p4d = 0;
2057         n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud + n_p4d;
2058
2059         new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
2060         if (!new_area) {
2061                 xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
2062                 BUG();
2063         }
2064
2065         /*
2066          * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
2067          * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
2068          * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
2069          * address depending on the Xen version.
2070          * To avoid any possible virtual address collision, just use
2071          * 2 * PUD_SIZE for the new area.
2072          */
2073         p4d_phys = new_area;
2074         pud_phys = p4d_phys + PFN_PHYS(n_p4d);
2075         pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
2076         pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
2077         p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;
2078
2079         pgd = __va(read_cr3_pa());
2080         new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
2081         idx_p4d = 0;
2082         save_pud = n_pud;
2083         do {
2084                 if (n_p4d > 0) {
2085                         p4d = early_memremap(p4d_phys, PAGE_SIZE);
2086                         clear_page(p4d);
2087                         n_pud = min(save_pud, PTRS_PER_P4D);
2088                 }
2089                 for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
2090                         pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
2091                         clear_page(pud);
2092                         for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
2093                                  idx_pmd++) {
2094                                 pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
2095                                 clear_page(pmd);
2096                                 for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
2097                                          idx_pt++) {
2098                                         pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
2099                                         clear_page(pt);
2100                                         for (idx_pte = 0;
2101                                                  idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
2102                                                  idx_pte++) {
2103                                                 set_pte(pt + idx_pte,
2104                                                                 pfn_pte(p2m_pfn, PAGE_KERNEL));
2105                                                 p2m_pfn++;
2106                                         }
2107                                         n_pte -= PTRS_PER_PTE;
2108                                         early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
2109                                         make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
2110                                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
2111                                                         PFN_DOWN(pt_phys));
2112                                         set_pmd(pmd + idx_pt,
2113                                                         __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys));
2114                                         pt_phys += PAGE_SIZE;
2115                                 }
2116                                 n_pt -= PTRS_PER_PMD;
2117                                 early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
2118                                 make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
2119                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
2120                                                 PFN_DOWN(pmd_phys));
2121                                 set_pud(pud + idx_pmd, __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys));
2122                                 pmd_phys += PAGE_SIZE;
2123                         }
2124                         n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
2125                         early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
2126                         make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
2127                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
2128                         if (n_p4d > 0)
2129                                 set_p4d(p4d + idx_pud, __p4d(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2130                         else
2131                                 set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2132                         pud_phys += PAGE_SIZE;
2133                 }
2134                 if (n_p4d > 0) {
2135                         save_pud -= PTRS_PER_P4D;
2136                         early_memunmap(p4d, PAGE_SIZE);
2137                         make_lowmem_page_readonly(__va(p4d_phys));
2138                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(p4d_phys));
2139                         set_pgd(pgd + 2 + idx_p4d, __pgd(_PAGE_TABLE | p4d_phys));
2140                         p4d_phys += PAGE_SIZE;
2141                 }
2142         } while (++idx_p4d < n_p4d);
2143
2144         /* Now copy the old p2m info to the new area. */
2145         memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
2146         xen_p2m_addr = new_p2m;
2147
2148         /* Release the old p2m list and set new list info. */
2149         p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
2150         BUG_ON(!p2m_pfn);
2151         p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);
2152
2153         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
2154                 pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
2155                 pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
2156                           xen_start_info->nr_p2m_frames;
2157                 set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
2158         } else {
2159                 pfn = p2m_pfn;
2160                 pfn_end = p2m_pfn_end;
2161         }
2162
2163         memblock_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
2164         while (pfn < pfn_end) {
2165                 if (pfn == p2m_pfn) {
2166                         pfn = p2m_pfn_end;
2167                         continue;
2168                 }
2169                 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
2170                 pfn++;
2171         }
2172
2173         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
2174         xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
2175         xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
2176 }
2177
2178 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
2179 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2180 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2181
2182 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
2183 {
2184         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
2185
2186         BUG_ON(read_cr3_pa() != __pa(initial_page_table));
2187         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
2188
2189         /*
2190          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
2191          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
2192          * read-only and then pin it.
2193          *
2194          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
2195          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
2196          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
2197          * swapper_pg_dir.
2198          */
2199         swapper_kernel_pmd =
2200                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2201         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
2202         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2203                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2204         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2205
2206         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
2207         xen_write_cr3(cr3);
2208         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
2209
2210         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
2211                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2212         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2213         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2214
2215         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2216 }
2217
2218 /*
2219  * For 32 bit domains xen_start_info->pt_base is the pgd address which might be
2220  * not the first page table in the page table pool.
2221  * Iterate through the initial page tables to find the real page table base.
2222  */
2223 static phys_addr_t xen_find_pt_base(pmd_t *pmd)
2224 {
2225         phys_addr_t pt_base, paddr;
2226         unsigned pmdidx;
2227
2228         pt_base = min(__pa(xen_start_info->pt_base), __pa(pmd));
2229
2230         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++)
2231                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]) && !pmd_large(pmd[pmdidx])) {
2232                         paddr = m2p(pmd[pmdidx].pmd);
2233                         pt_base = min(pt_base, paddr);
2234                 }
2235
2236         return pt_base;
2237 }
2238
2239 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2240 {
2241         pmd_t *kernel_pmd;
2242
2243         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2244
2245         xen_pt_base = xen_find_pt_base(kernel_pmd);
2246         xen_pt_size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
2247
2248         initial_kernel_pmd =
2249                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2250
2251         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(xen_pt_base + xen_pt_size + 512 * 1024);
2252
2253         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2254
2255         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2256
2257         copy_page(initial_page_table, pgd);
2258         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2259                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2260
2261         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2262         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2263         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2264
2265         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2266
2267         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2268                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2269         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2270
2271         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2272 }
2273 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2274
2275 void __init xen_reserve_special_pages(void)
2276 {
2277         phys_addr_t paddr;
2278
2279         memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
2280         if (xen_start_info->store_mfn) {
2281                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
2282                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2283         }
2284         if (!xen_initial_domain()) {
2285                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
2286                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2287         }
2288 }
2289
2290 void __init xen_pt_check_e820(void)
2291 {
2292         if (xen_is_e820_reserved(xen_pt_base, xen_pt_size)) {
2293                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated page table memory conflicts with E820 map\n");
2294                 BUG();
2295         }
2296 }
2297
2298 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2299
2300 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2301 {
2302         pte_t pte;
2303
2304         phys >>= PAGE_SHIFT;
2305
2306         switch (idx) {
2307         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2308         case FIX_RO_IDT:
2309 #ifdef CONFIG_X86_32
2310         case FIX_WP_TEST:
2311 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2312         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2313 # endif
2314 #elif defined(CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION)
2315         case VSYSCALL_PAGE:
2316 #endif
2317         case FIX_TEXT_POKE0:
2318         case FIX_TEXT_POKE1:
2319         case FIX_GDT_REMAP_BEGIN ... FIX_GDT_REMAP_END:
2320                 /* All local page mappings */
2321                 pte = pfn_pte(phys, prot);
2322                 break;
2323
2324 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2325         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
2326                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2327                 break;
2328 #endif
2329
2330 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
2331         case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
2332                 /*
2333                  * We just don't map the IO APIC - all access is via
2334                  * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
2335                  */
2336                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2337                 break;
2338 #endif
2339
2340         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
2341                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
2342                    IO domain */
2343                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2344                 break;
2345
2346         default:
2347                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
2348                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2349                 break;
2350         }
2351
2352         __native_set_fixmap(idx, pte);
2353
2354 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
2355         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
2356            pagetable vsyscall mapping. */
2357         if (idx == VSYSCALL_PAGE) {
2358                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
2359                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
2360         }
2361 #endif
2362 }
2363
2364 static void __init xen_post_allocator_init(void)
2365 {
2366         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
2367         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
2368         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
2369 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2370         pv_mmu_ops.set_p4d = xen_set_p4d;
2371 #endif
2372
2373         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2374            (which it hasn't) */
2375         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2376         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2377         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
2378         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
2379 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2380         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2381         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
2382 #endif
2383         pv_mmu_ops.make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte);
2384
2385 #ifdef CONFIG_X86_64
2386         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2387         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
2388 #endif
2389         xen_mark_init_mm_pinned();
2390 }
2391
2392 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2393 {
2394         preempt_disable();
2395         xen_mc_flush();
2396         paravirt_leave_lazy_mmu();
2397         preempt_enable();
2398 }
2399
2400 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2401         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2402         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2403
2404         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2405         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2406
2407         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2408         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2409         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
2410         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2411
2412         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2413         .pgd_free = xen_pgd_free,
2414
2415         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2416         .release_pte = xen_release_pte_init,
2417         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2418         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2419
2420         .set_pte = xen_set_pte_init,
2421         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2422         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2423
2424         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2425         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2426
2427         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2428         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2429
2430         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte_init),
2431         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2432
2433 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2434         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2435         .pte_clear = xen_pte_clear,
2436         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2437 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2438         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2439
2440         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2441         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2442
2443 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2444         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2445         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2446         .set_p4d = xen_set_p4d_hyper,
2447
2448         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2449         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2450 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
2451
2452         .activate_mm = xen_activate_mm,
2453         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2454         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2455
2456         .lazy_mode = {
2457                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2458                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2459                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2460         },
2461
2462         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2463 };
2464
2465 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2466 {
2467         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2468
2469         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2470
2471         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2472 }
2473
2474 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2475 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2476 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2477
2478 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2479 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2480                                 unsigned long *in_frames,
2481                                 unsigned long *out_frames)
2482 {
2483         int i;
2484         struct multicall_space mcs;
2485
2486         xen_mc_batch();
2487         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2488                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2489
2490                 if (in_frames)
2491                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2492
2493                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2494                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2495
2496                 if (out_frames)
2497                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2498         }
2499         xen_mc_issue(0);
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2504  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2505  * mfn.
2506  */
2507 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2508                                      unsigned long *mfns,
2509                                      unsigned long first_mfn)
2510 {
2511         unsigned i, limit;
2512         unsigned long mfn;
2513
2514         xen_mc_batch();
2515
2516         limit = 1u << order;
2517         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2518                 struct multicall_space mcs;
2519                 unsigned flags;
2520
2521                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2522                 if (mfns)
2523                         mfn = mfns[i];
2524                 else
2525                         mfn = first_mfn + i;
2526
2527                 if (i < (limit - 1))
2528                         flags = 0;
2529                 else {
2530                         if (order == 0)
2531                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2532                         else
2533                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2534                 }
2535
2536                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2537                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2538
2539                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2540         }
2541
2542         xen_mc_issue(0);
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2547  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2548  * input, and populates mfns as output.
2549  *
2550  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2551  * satisfy the request or not.
2552  */
2553 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2554                                unsigned long *pfns_in,
2555                                unsigned long extents_out,
2556                                unsigned int order_out,
2557                                unsigned long *mfns_out,
2558                                unsigned int address_bits)
2559 {
2560         long rc;
2561         int success;
2562
2563         struct xen_memory_exchange exchange = {
2564                 .in = {
2565                         .nr_extents   = extents_in,
2566                         .extent_order = order_in,
2567                         .extent_start = pfns_in,
2568                         .domid        = DOMID_SELF
2569                 },
2570                 .out = {
2571                         .nr_extents   = extents_out,
2572                         .extent_order = order_out,
2573                         .extent_start = mfns_out,
2574                         .address_bits = address_bits,
2575                         .domid        = DOMID_SELF
2576                 }
2577         };
2578
2579         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2580
2581         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2582         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2583
2584         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2585         BUG_ON(success && (rc != 0));
2586
2587         return success;
2588 }
2589
2590 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2591                                  unsigned int address_bits,
2592                                  dma_addr_t *dma_handle)
2593 {
2594         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2595         unsigned long  flags;
2596         int            success;
2597         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2598
2599         /*
2600          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2601          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2602          * this function are redundant and can be ignored.
2603          */
2604
2605         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2606                 return -ENOMEM;
2607
2608         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2609
2610         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2611
2612         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2613         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2614
2615         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2616         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2617         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2618                                       1, order, &out_frame,
2619                                       address_bits);
2620
2621         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2622         if (success)
2623                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2624         else
2625                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2626
2627         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2628
2629         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2630         return success ? 0 : -ENOMEM;
2631 }
2632 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2633
2634 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2635 {
2636         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2637         unsigned long  flags;
2638         int success;
2639         unsigned long vstart;
2640
2641         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2642                 return;
2643
2644         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2645         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2646
2647         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2648
2649         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2650         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2651
2652         /* 2. Zap current PTEs. */
2653         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2654
2655         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2656         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2657                                         0, out_frames, 0);
2658
2659         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2660         if (success)
2661                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2662         else
2663                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2664
2665         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2666 }
2667 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2668
2669 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
2670 phys_addr_t paddr_vmcoreinfo_note(void)
2671 {
2672         if (xen_pv_domain())
2673                 return virt_to_machine(vmcoreinfo_note).maddr;
2674         else
2675                 return __pa(vmcoreinfo_note);
2676 }
2677 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */