Merge tag 'scsi-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jejb/scsi
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86 / xen / mmu_pv.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 /*
4  * Xen mmu operations
5  *
6  * This file contains the various mmu fetch and update operations.
7  * The most important job they must perform is the mapping between the
8  * domain's pfn and the overall machine mfns.
9  *
10  * Xen allows guests to directly update the pagetable, in a controlled
11  * fashion.  In other words, the guest modifies the same pagetable
12  * that the CPU actually uses, which eliminates the overhead of having
13  * a separate shadow pagetable.
14  *
15  * In order to allow this, it falls on the guest domain to map its
16  * notion of a "physical" pfn - which is just a domain-local linear
17  * address - into a real "machine address" which the CPU's MMU can
18  * use.
19  *
20  * A pgd_t/pmd_t/pte_t will typically contain an mfn, and so can be
21  * inserted directly into the pagetable.  When creating a new
22  * pte/pmd/pgd, it converts the passed pfn into an mfn.  Conversely,
23  * when reading the content back with __(pgd|pmd|pte)_val, it converts
24  * the mfn back into a pfn.
25  *
26  * The other constraint is that all pages which make up a pagetable
27  * must be mapped read-only in the guest.  This prevents uncontrolled
28  * guest updates to the pagetable.  Xen strictly enforces this, and
29  * will disallow any pagetable update which will end up mapping a
30  * pagetable page RW, and will disallow using any writable page as a
31  * pagetable.
32  *
33  * Naively, when loading %cr3 with the base of a new pagetable, Xen
34  * would need to validate the whole pagetable before going on.
35  * Naturally, this is quite slow.  The solution is to "pin" a
36  * pagetable, which enforces all the constraints on the pagetable even
37  * when it is not actively in use.  This menas that Xen can be assured
38  * that it is still valid when you do load it into %cr3, and doesn't
39  * need to revalidate it.
40  *
41  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
42  */
43 #include <linux/sched/mm.h>
44 #include <linux/highmem.h>
45 #include <linux/debugfs.h>
46 #include <linux/bug.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/export.h>
49 #include <linux/init.h>
50 #include <linux/gfp.h>
51 #include <linux/memblock.h>
52 #include <linux/seq_file.h>
53 #include <linux/crash_dump.h>
54 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
55 #include <linux/kexec.h>
56 #endif
57
58 #include <trace/events/xen.h>
59
60 #include <asm/pgtable.h>
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/fixmap.h>
63 #include <asm/mmu_context.h>
64 #include <asm/setup.h>
65 #include <asm/paravirt.h>
66 #include <asm/e820/api.h>
67 #include <asm/linkage.h>
68 #include <asm/page.h>
69 #include <asm/init.h>
70 #include <asm/pat.h>
71 #include <asm/smp.h>
72 #include <asm/tlb.h>
73
74 #include <asm/xen/hypercall.h>
75 #include <asm/xen/hypervisor.h>
76
77 #include <xen/xen.h>
78 #include <xen/page.h>
79 #include <xen/interface/xen.h>
80 #include <xen/interface/hvm/hvm_op.h>
81 #include <xen/interface/version.h>
82 #include <xen/interface/memory.h>
83 #include <xen/hvc-console.h>
84
85 #include "multicalls.h"
86 #include "mmu.h"
87 #include "debugfs.h"
88
89 #ifdef CONFIG_X86_32
90 /*
91  * Identity map, in addition to plain kernel map.  This needs to be
92  * large enough to allocate page table pages to allocate the rest.
93  * Each page can map 2MB.
94  */
95 #define LEVEL1_IDENT_ENTRIES    (PTRS_PER_PTE * 4)
96 static RESERVE_BRK_ARRAY(pte_t, level1_ident_pgt, LEVEL1_IDENT_ENTRIES);
97 #endif
98 #ifdef CONFIG_X86_64
99 /* l3 pud for userspace vsyscall mapping */
100 static pud_t level3_user_vsyscall[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
101 #endif /* CONFIG_X86_64 */
102
103 /*
104  * Protects atomic reservation decrease/increase against concurrent increases.
105  * Also protects non-atomic updates of current_pages and balloon lists.
106  */
107 static DEFINE_SPINLOCK(xen_reservation_lock);
108
109 /*
110  * Note about cr3 (pagetable base) values:
111  *
112  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
113  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
114  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
115  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
116  * be self-consistent.
117  *
118  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
119  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
120  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
121  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
122  */
123 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
124 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
125
126 static phys_addr_t xen_pt_base, xen_pt_size __initdata;
127
128 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(xen_struct_pages_ready);
129
130 /*
131  * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
132  * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
133  */
134 #define USER_LIMIT      ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)
135
136 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
137 {
138         pte_t *pte, ptev;
139         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
140         unsigned int level;
141
142         pte = lookup_address(address, &level);
143         if (pte == NULL)
144                 return;         /* vaddr missing */
145
146         ptev = pte_wrprotect(*pte);
147
148         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
149                 BUG();
150 }
151
152 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
153 {
154         pte_t *pte, ptev;
155         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
156         unsigned int level;
157
158         pte = lookup_address(address, &level);
159         if (pte == NULL)
160                 return;         /* vaddr missing */
161
162         ptev = pte_mkwrite(*pte);
163
164         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
165                 BUG();
166 }
167
168
169 /*
170  * During early boot all page table pages are pinned, but we do not have struct
171  * pages, so return true until struct pages are ready.
172  */
173 static bool xen_page_pinned(void *ptr)
174 {
175         if (static_branch_likely(&xen_struct_pages_ready)) {
176                 struct page *page = virt_to_page(ptr);
177
178                 return PagePinned(page);
179         }
180         return true;
181 }
182
183 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
184 {
185         struct multicall_space mcs;
186         struct mmu_update *u;
187
188         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
189
190         if (mcs.mc != NULL) {
191                 mcs.mc->args[1]++;
192         } else {
193                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
194                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
195         }
196
197         u = mcs.args;
198         *u = *update;
199 }
200
201 static void xen_extend_mmuext_op(const struct mmuext_op *op)
202 {
203         struct multicall_space mcs;
204         struct mmuext_op *u;
205
206         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmuext_op, sizeof(*u));
207
208         if (mcs.mc != NULL) {
209                 mcs.mc->args[1]++;
210         } else {
211                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
212                 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
213         }
214
215         u = mcs.args;
216         *u = *op;
217 }
218
219 static void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
220 {
221         struct mmu_update u;
222
223         preempt_disable();
224
225         xen_mc_batch();
226
227         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
228         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
229         u.val = pmd_val_ma(val);
230         xen_extend_mmu_update(&u);
231
232         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
233
234         preempt_enable();
235 }
236
237 static void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
238 {
239         trace_xen_mmu_set_pmd(ptr, val);
240
241         /* If page is not pinned, we can just update the entry
242            directly */
243         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
244                 *ptr = val;
245                 return;
246         }
247
248         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
249 }
250
251 /*
252  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
253  * and protection flags for that frame.
254  */
255 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
256 {
257         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
258 }
259
260 static bool xen_batched_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
261 {
262         struct mmu_update u;
263
264         if (paravirt_get_lazy_mode() != PARAVIRT_LAZY_MMU)
265                 return false;
266
267         xen_mc_batch();
268
269         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
270         u.val = pte_val_ma(pteval);
271         xen_extend_mmu_update(&u);
272
273         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
274
275         return true;
276 }
277
278 static inline void __xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
279 {
280         if (!xen_batched_set_pte(ptep, pteval)) {
281                 /*
282                  * Could call native_set_pte() here and trap and
283                  * emulate the PTE write but with 32-bit guests this
284                  * needs two traps (one for each of the two 32-bit
285                  * words in the PTE) so do one hypercall directly
286                  * instead.
287                  */
288                 struct mmu_update u;
289
290                 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
291                 u.val = pte_val_ma(pteval);
292                 HYPERVISOR_mmu_update(&u, 1, NULL, DOMID_SELF);
293         }
294 }
295
296 static void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
297 {
298         trace_xen_mmu_set_pte(ptep, pteval);
299         __xen_set_pte(ptep, pteval);
300 }
301
302 static void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
303                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
304 {
305         trace_xen_mmu_set_pte_at(mm, addr, ptep, pteval);
306         __xen_set_pte(ptep, pteval);
307 }
308
309 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
310                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
311 {
312         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
313         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_start(mm, addr, ptep, *ptep);
314         return *ptep;
315 }
316
317 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
318                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
319 {
320         struct mmu_update u;
321
322         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_commit(mm, addr, ptep, pte);
323         xen_mc_batch();
324
325         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
326         u.val = pte_val_ma(pte);
327         xen_extend_mmu_update(&u);
328
329         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
330 }
331
332 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
333 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
334 {
335         if (val & _PAGE_PRESENT) {
336                 unsigned long mfn = (val & XEN_PTE_MFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
337                 unsigned long pfn = mfn_to_pfn(mfn);
338
339                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
340                 if (unlikely(pfn == ~0))
341                         val = flags & ~_PAGE_PRESENT;
342                 else
343                         val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
344         }
345
346         return val;
347 }
348
349 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
350 {
351         if (val & _PAGE_PRESENT) {
352                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
353                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
354                 unsigned long mfn;
355
356                 mfn = __pfn_to_mfn(pfn);
357
358                 /*
359                  * If there's no mfn for the pfn, then just create an
360                  * empty non-present pte.  Unfortunately this loses
361                  * information about the original pfn, so
362                  * pte_mfn_to_pfn is asymmetric.
363                  */
364                 if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY)) {
365                         mfn = 0;
366                         flags = 0;
367                 } else
368                         mfn &= ~(FOREIGN_FRAME_BIT | IDENTITY_FRAME_BIT);
369                 val = ((pteval_t)mfn << PAGE_SHIFT) | flags;
370         }
371
372         return val;
373 }
374
375 __visible pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
376 {
377         pteval_t pteval = pte.pte;
378
379         return pte_mfn_to_pfn(pteval);
380 }
381 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
382
383 __visible pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
384 {
385         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
386 }
387 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
388
389 __visible pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
390 {
391         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
392
393         return native_make_pte(pte);
394 }
395 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
396
397 __visible pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
398 {
399         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
400         return native_make_pgd(pgd);
401 }
402 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
403
404 __visible pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
405 {
406         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
407 }
408 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
409
410 static void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
411 {
412         struct mmu_update u;
413
414         preempt_disable();
415
416         xen_mc_batch();
417
418         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
419         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
420         u.val = pud_val_ma(val);
421         xen_extend_mmu_update(&u);
422
423         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
424
425         preempt_enable();
426 }
427
428 static void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
429 {
430         trace_xen_mmu_set_pud(ptr, val);
431
432         /* If page is not pinned, we can just update the entry
433            directly */
434         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
435                 *ptr = val;
436                 return;
437         }
438
439         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
440 }
441
442 #ifdef CONFIG_X86_PAE
443 static void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
444 {
445         trace_xen_mmu_set_pte_atomic(ptep, pte);
446         __xen_set_pte(ptep, pte);
447 }
448
449 static void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
450 {
451         trace_xen_mmu_pte_clear(mm, addr, ptep);
452         __xen_set_pte(ptep, native_make_pte(0));
453 }
454
455 static void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
456 {
457         trace_xen_mmu_pmd_clear(pmdp);
458         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
459 }
460 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
461
462 __visible pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
463 {
464         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
465         return native_make_pmd(pmd);
466 }
467 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
468
469 #ifdef CONFIG_X86_64
470 __visible pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
471 {
472         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
473 }
474 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
475
476 __visible pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
477 {
478         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
479
480         return native_make_pud(pud);
481 }
482 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
483
484 static pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
485 {
486         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
487         unsigned offset = pgd - pgd_page;
488         pgd_t *user_ptr = NULL;
489
490         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
491                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
492                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
493                 if (user_ptr)
494                         user_ptr += offset;
495         }
496
497         return user_ptr;
498 }
499
500 static void __xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
501 {
502         struct mmu_update u;
503
504         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
505         u.val = p4d_val_ma(val);
506         xen_extend_mmu_update(&u);
507 }
508
509 /*
510  * Raw hypercall-based set_p4d, intended for in early boot before
511  * there's a page structure.  This implies:
512  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
513  *  2. It is always pinned
514  *  3. It has no user pagetable attached to it
515  */
516 static void __init xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
517 {
518         preempt_disable();
519
520         xen_mc_batch();
521
522         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
523
524         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
525
526         preempt_enable();
527 }
528
529 static void xen_set_p4d(p4d_t *ptr, p4d_t val)
530 {
531         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd((pgd_t *)ptr);
532         pgd_t pgd_val;
533
534         trace_xen_mmu_set_p4d(ptr, (p4d_t *)user_ptr, val);
535
536         /* If page is not pinned, we can just update the entry
537            directly */
538         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
539                 *ptr = val;
540                 if (user_ptr) {
541                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
542                         pgd_val.pgd = p4d_val_ma(val);
543                         *user_ptr = pgd_val;
544                 }
545                 return;
546         }
547
548         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
549            user updates together. */
550         xen_mc_batch();
551
552         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
553         if (user_ptr)
554                 __xen_set_p4d_hyper((p4d_t *)user_ptr, val);
555
556         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
557 }
558
559 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 5
560 __visible p4dval_t xen_p4d_val(p4d_t p4d)
561 {
562         return pte_mfn_to_pfn(p4d.p4d);
563 }
564 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_p4d_val);
565
566 __visible p4d_t xen_make_p4d(p4dval_t p4d)
567 {
568         p4d = pte_pfn_to_mfn(p4d);
569
570         return native_make_p4d(p4d);
571 }
572 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_p4d);
573 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 5 */
574 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
575
576 static int xen_pmd_walk(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
577                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
578                 bool last, unsigned long limit)
579 {
580         int i, nr, flush = 0;
581
582         nr = last ? pmd_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PMD;
583         for (i = 0; i < nr; i++) {
584                 if (!pmd_none(pmd[i]))
585                         flush |= (*func)(mm, pmd_page(pmd[i]), PT_PTE);
586         }
587         return flush;
588 }
589
590 static int xen_pud_walk(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
591                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
592                 bool last, unsigned long limit)
593 {
594         int i, nr, flush = 0;
595
596         nr = last ? pud_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PUD;
597         for (i = 0; i < nr; i++) {
598                 pmd_t *pmd;
599
600                 if (pud_none(pud[i]))
601                         continue;
602
603                 pmd = pmd_offset(&pud[i], 0);
604                 if (PTRS_PER_PMD > 1)
605                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
606                 flush |= xen_pmd_walk(mm, pmd, func,
607                                 last && i == nr - 1, limit);
608         }
609         return flush;
610 }
611
612 static int xen_p4d_walk(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
613                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
614                 bool last, unsigned long limit)
615 {
616         int flush = 0;
617         pud_t *pud;
618
619
620         if (p4d_none(*p4d))
621                 return flush;
622
623         pud = pud_offset(p4d, 0);
624         if (PTRS_PER_PUD > 1)
625                 flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
626         flush |= xen_pud_walk(mm, pud, func, last, limit);
627         return flush;
628 }
629
630 /*
631  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
632  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
633  * callback function on each page it finds making up the page table,
634  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
635  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
636  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
637  * FIXADDR_TOP.
638  *
639  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
640  * because then we start getting into Xen's ptes.
641  *
642  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
643  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
644  */
645 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
646                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
647                                       enum pt_level),
648                           unsigned long limit)
649 {
650         int i, nr, flush = 0;
651         unsigned hole_low, hole_high;
652
653         /* The limit is the last byte to be touched */
654         limit--;
655         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
656
657         /*
658          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
659          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
660          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
661          */
662         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
663         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
664
665         nr = pgd_index(limit) + 1;
666         for (i = 0; i < nr; i++) {
667                 p4d_t *p4d;
668
669                 if (i >= hole_low && i < hole_high)
670                         continue;
671
672                 if (pgd_none(pgd[i]))
673                         continue;
674
675                 p4d = p4d_offset(&pgd[i], 0);
676                 flush |= xen_p4d_walk(mm, p4d, func, i == nr - 1, limit);
677         }
678
679         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
680            a cue to do final things like tlb flushes. */
681         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
682
683         return flush;
684 }
685
686 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
687                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
688                                     enum pt_level),
689                         unsigned long limit)
690 {
691         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
692 }
693
694 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
695    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
696 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
697 {
698         spinlock_t *ptl = NULL;
699
700 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
701         ptl = ptlock_ptr(page);
702         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
703 #endif
704
705         return ptl;
706 }
707
708 static void xen_pte_unlock(void *v)
709 {
710         spinlock_t *ptl = v;
711         spin_unlock(ptl);
712 }
713
714 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
715 {
716         struct mmuext_op op;
717
718         op.cmd = level;
719         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
720
721         xen_extend_mmuext_op(&op);
722 }
723
724 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
725                         enum pt_level level)
726 {
727         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
728         int flush;
729
730         if (pgfl)
731                 flush = 0;              /* already pinned */
732         else if (PageHighMem(page))
733                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
734                    highpage */
735                 flush = 1;
736         else {
737                 void *pt = lowmem_page_address(page);
738                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
739                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
740                 spinlock_t *ptl;
741
742                 flush = 0;
743
744                 /*
745                  * We need to hold the pagetable lock between the time
746                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
747                  * it.  If we don't, then other users may come in and
748                  * attempt to update the pagetable by writing it,
749                  * which will fail because the memory is RO but not
750                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
751                  *
752                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
753                  * entire pagetable's worth of locks during the
754                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
755                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
756                  * page while holding the lock.  This means the number
757                  * of locks we end up holding is never more than a
758                  * batch size (~32 entries, at present).
759                  *
760                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
761                  * the PTE pages independently, because we're
762                  * protected by the overall pagetable lock.
763                  */
764                 ptl = NULL;
765                 if (level == PT_PTE)
766                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
767
768                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
769                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
770                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
771
772                 if (ptl) {
773                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
774
775                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
776                            is completed. */
777                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
778                 }
779         }
780
781         return flush;
782 }
783
784 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
785    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
786    read-only, and can be pinned. */
787 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
788 {
789         trace_xen_mmu_pgd_pin(mm, pgd);
790
791         xen_mc_batch();
792
793         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
794                 /* re-enable interrupts for flushing */
795                 xen_mc_issue(0);
796
797                 kmap_flush_unused();
798
799                 xen_mc_batch();
800         }
801
802 #ifdef CONFIG_X86_64
803         {
804                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
805
806                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
807
808                 if (user_pgd) {
809                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
810                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
811                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
812                 }
813         }
814 #else /* CONFIG_X86_32 */
815 #ifdef CONFIG_X86_PAE
816         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
817         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
818                      PT_PMD);
819 #endif
820         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
821 #endif /* CONFIG_X86_64 */
822         xen_mc_issue(0);
823 }
824
825 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
826 {
827         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
828 }
829
830 /*
831  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
832  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
833  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
834  * process is under construction or destruction).
835  *
836  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
837  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
838  * matter all that much.
839  */
840 void xen_mm_pin_all(void)
841 {
842         struct page *page;
843
844         spin_lock(&pgd_lock);
845
846         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
847                 if (!PagePinned(page)) {
848                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
849                         SetPageSavePinned(page);
850                 }
851         }
852
853         spin_unlock(&pgd_lock);
854 }
855
856 static int __init xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
857                                   enum pt_level level)
858 {
859         SetPagePinned(page);
860         return 0;
861 }
862
863 /*
864  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
865  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
866  * the book-keeping now once struct pages for allocated pages are
867  * initialized. This happens only after memblock_free_all() is called.
868  */
869 static void __init xen_after_bootmem(void)
870 {
871         static_branch_enable(&xen_struct_pages_ready);
872 #ifdef CONFIG_X86_64
873         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
874 #endif
875         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
876 }
877
878 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
879                           enum pt_level level)
880 {
881         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
882
883         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
884                 void *pt = lowmem_page_address(page);
885                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
886                 spinlock_t *ptl = NULL;
887                 struct multicall_space mcs;
888
889                 /*
890                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
891                  * pte locks, we must be holding the lock for while
892                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
893                  * concurrent updates from seeing it in this
894                  * partially-pinned state.
895                  */
896                 if (level == PT_PTE) {
897                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
898
899                         if (ptl)
900                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
901                 }
902
903                 mcs = __xen_mc_entry(0);
904
905                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
906                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
907                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
908
909                 if (ptl) {
910                         /* unlock when batch completed */
911                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
912                 }
913         }
914
915         return 0;               /* never need to flush on unpin */
916 }
917
918 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
919 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
920 {
921         trace_xen_mmu_pgd_unpin(mm, pgd);
922
923         xen_mc_batch();
924
925         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
926
927 #ifdef CONFIG_X86_64
928         {
929                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
930
931                 if (user_pgd) {
932                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
933                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
934                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
935                 }
936         }
937 #endif
938
939 #ifdef CONFIG_X86_PAE
940         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
941         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
942                        PT_PMD);
943 #endif
944
945         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
946
947         xen_mc_issue(0);
948 }
949
950 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
951 {
952         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
953 }
954
955 /*
956  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
957  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
958  */
959 void xen_mm_unpin_all(void)
960 {
961         struct page *page;
962
963         spin_lock(&pgd_lock);
964
965         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
966                 if (PageSavePinned(page)) {
967                         BUG_ON(!PagePinned(page));
968                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
969                         ClearPageSavePinned(page);
970                 }
971         }
972
973         spin_unlock(&pgd_lock);
974 }
975
976 static void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
977 {
978         spin_lock(&next->page_table_lock);
979         xen_pgd_pin(next);
980         spin_unlock(&next->page_table_lock);
981 }
982
983 static void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
984 {
985         spin_lock(&mm->page_table_lock);
986         xen_pgd_pin(mm);
987         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
988 }
989
990 static void drop_mm_ref_this_cpu(void *info)
991 {
992         struct mm_struct *mm = info;
993
994         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == mm)
995                 leave_mm(smp_processor_id());
996
997         /*
998          * If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
999          * it has been flushed.
1000          */
1001         if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
1002                 xen_mc_flush();
1003 }
1004
1005 #ifdef CONFIG_SMP
1006 /*
1007  * Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
1008  * we need to repoint it somewhere else before we can unpin it.
1009  */
1010 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1011 {
1012         cpumask_var_t mask;
1013         unsigned cpu;
1014
1015         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
1016
1017         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
1018         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
1019                 for_each_online_cpu(cpu) {
1020                         if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
1021                                 continue;
1022                         smp_call_function_single(cpu, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
1023                 }
1024                 return;
1025         }
1026
1027         /*
1028          * It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
1029          * cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
1030          * its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
1031          * look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1032          * if needed.
1033          */
1034         cpumask_clear(mask);
1035         for_each_online_cpu(cpu) {
1036                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1037                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1038         }
1039
1040         smp_call_function_many(mask, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
1041         free_cpumask_var(mask);
1042 }
1043 #else
1044 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1045 {
1046         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
1047 }
1048 #endif
1049
1050 /*
1051  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1052  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1053  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1054  * hypervisor, which is moderately expensive.
1055  *
1056  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1057  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1058  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1059  *
1060  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1061  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1062  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1063  */
1064 static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1065 {
1066         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1067         xen_drop_mm_ref(mm);
1068         put_cpu();
1069
1070         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1071
1072         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1073         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1074                 xen_pgd_unpin(mm);
1075
1076         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1077 }
1078
1079 static void xen_post_allocator_init(void);
1080
1081 static void __init pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1082 {
1083         struct mmuext_op op;
1084
1085         op.cmd = cmd;
1086         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1087         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1088                 BUG();
1089 }
1090
1091 #ifdef CONFIG_X86_64
1092 static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
1093                                     unsigned long vaddr_end)
1094 {
1095         unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
1096         pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);
1097
1098         /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
1099          * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
1100         for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PTRS_PER_PMD));
1101                         pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
1102                 if (pmd_none(*pmd))
1103                         continue;
1104                 if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
1105                         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1106         }
1107         /* In case we did something silly, we should crash in this function
1108          * instead of somewhere later and be confusing. */
1109         xen_mc_flush();
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Make a page range writeable and free it.
1114  */
1115 static void __init xen_free_ro_pages(unsigned long paddr, unsigned long size)
1116 {
1117         void *vaddr = __va(paddr);
1118         void *vaddr_end = vaddr + size;
1119
1120         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE)
1121                 make_lowmem_page_readwrite(vaddr);
1122
1123         memblock_free(paddr, size);
1124 }
1125
1126 static void __init xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(void *pgtbl, bool unpin)
1127 {
1128         unsigned long pa = __pa(pgtbl) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1129
1130         if (unpin)
1131                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(pa));
1132         ClearPagePinned(virt_to_page(__va(pa)));
1133         xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1134 }
1135
1136 static void __init xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_t *pmd, bool unpin)
1137 {
1138         unsigned long pa;
1139         pte_t *pte_tbl;
1140         int i;
1141
1142         if (pmd_large(*pmd)) {
1143                 pa = pmd_val(*pmd) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1144                 xen_free_ro_pages(pa, PMD_SIZE);
1145                 return;
1146         }
1147
1148         pte_tbl = pte_offset_kernel(pmd, 0);
1149         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1150                 if (pte_none(pte_tbl[i]))
1151                         continue;
1152                 pa = pte_pfn(pte_tbl[i]) << PAGE_SHIFT;
1153                 xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1154         }
1155         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1156         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pte_tbl, unpin);
1157 }
1158
1159 static void __init xen_cleanmfnmap_pud(pud_t *pud, bool unpin)
1160 {
1161         unsigned long pa;
1162         pmd_t *pmd_tbl;
1163         int i;
1164
1165         if (pud_large(*pud)) {
1166                 pa = pud_val(*pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1167                 xen_free_ro_pages(pa, PUD_SIZE);
1168                 return;
1169         }
1170
1171         pmd_tbl = pmd_offset(pud, 0);
1172         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1173                 if (pmd_none(pmd_tbl[i]))
1174                         continue;
1175                 xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_tbl + i, unpin);
1176         }
1177         set_pud(pud, __pud(0));
1178         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pmd_tbl, unpin);
1179 }
1180
1181 static void __init xen_cleanmfnmap_p4d(p4d_t *p4d, bool unpin)
1182 {
1183         unsigned long pa;
1184         pud_t *pud_tbl;
1185         int i;
1186
1187         if (p4d_large(*p4d)) {
1188                 pa = p4d_val(*p4d) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1189                 xen_free_ro_pages(pa, P4D_SIZE);
1190                 return;
1191         }
1192
1193         pud_tbl = pud_offset(p4d, 0);
1194         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1195                 if (pud_none(pud_tbl[i]))
1196                         continue;
1197                 xen_cleanmfnmap_pud(pud_tbl + i, unpin);
1198         }
1199         set_p4d(p4d, __p4d(0));
1200         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pud_tbl, unpin);
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Since it is well isolated we can (and since it is perhaps large we should)
1205  * also free the page tables mapping the initial P->M table.
1206  */
1207 static void __init xen_cleanmfnmap(unsigned long vaddr)
1208 {
1209         pgd_t *pgd;
1210         p4d_t *p4d;
1211         bool unpin;
1212
1213         unpin = (vaddr == 2 * PGDIR_SIZE);
1214         vaddr &= PMD_MASK;
1215         pgd = pgd_offset_k(vaddr);
1216         p4d = p4d_offset(pgd, 0);
1217         if (!p4d_none(*p4d))
1218                 xen_cleanmfnmap_p4d(p4d, unpin);
1219 }
1220
1221 static void __init xen_pagetable_p2m_free(void)
1222 {
1223         unsigned long size;
1224         unsigned long addr;
1225
1226         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1227
1228         /* No memory or already called. */
1229         if ((unsigned long)xen_p2m_addr == xen_start_info->mfn_list)
1230                 return;
1231
1232         /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
1233         memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);
1234
1235         addr = xen_start_info->mfn_list;
1236         /*
1237          * We could be in __ka space.
1238          * We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
1239          * using the __ka address of xen_start_info or
1240          * xen_start_info->shared_info they are in going to crash. Fortunatly
1241          * we have already revectored in xen_setup_kernel_pagetable.
1242          */
1243         size = roundup(size, PMD_SIZE);
1244
1245         if (addr >= __START_KERNEL_map) {
1246                 xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1247                 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
1248                                   sizeof(unsigned long));
1249                 memblock_free(__pa(addr), size);
1250         } else {
1251                 xen_cleanmfnmap(addr);
1252         }
1253 }
1254
1255 static void __init xen_pagetable_cleanhighmap(void)
1256 {
1257         unsigned long size;
1258         unsigned long addr;
1259
1260         /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
1261          * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
1262          * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
1263          * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
1264          * As Xen is aligning the memory end to a 4MB boundary, for good
1265          * measure we also round up to PMD_SIZE * 2 - which means that if
1266          * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
1267          * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
1268          * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
1269         addr = xen_start_info->pt_base;
1270         size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
1271
1272         xen_cleanhighmap(addr, roundup(addr + size, PMD_SIZE * 2));
1273         xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
1274 }
1275 #endif
1276
1277 static void __init xen_pagetable_p2m_setup(void)
1278 {
1279         xen_vmalloc_p2m_tree();
1280
1281 #ifdef CONFIG_X86_64
1282         xen_pagetable_p2m_free();
1283
1284         xen_pagetable_cleanhighmap();
1285 #endif
1286         /* And revector! Bye bye old array */
1287         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
1288 }
1289
1290 static void __init xen_pagetable_init(void)
1291 {
1292         paging_init();
1293         xen_post_allocator_init();
1294
1295         xen_pagetable_p2m_setup();
1296
1297         /* Allocate and initialize top and mid mfn levels for p2m structure */
1298         xen_build_mfn_list_list();
1299
1300         /* Remap memory freed due to conflicts with E820 map */
1301         xen_remap_memory();
1302         xen_setup_mfn_list_list();
1303 }
1304 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1305 {
1306         this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1307 }
1308
1309 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1310 {
1311         return this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1312 }
1313
1314 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1315 {
1316         return this_cpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1317 }
1318
1319 static noinline void xen_flush_tlb(void)
1320 {
1321         struct mmuext_op *op;
1322         struct multicall_space mcs;
1323
1324         preempt_disable();
1325
1326         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1327
1328         op = mcs.args;
1329         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1330         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1331
1332         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1333
1334         preempt_enable();
1335 }
1336
1337 static void xen_flush_tlb_one_user(unsigned long addr)
1338 {
1339         struct mmuext_op *op;
1340         struct multicall_space mcs;
1341
1342         trace_xen_mmu_flush_tlb_one_user(addr);
1343
1344         preempt_disable();
1345
1346         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1347         op = mcs.args;
1348         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1349         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1350         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1351
1352         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1353
1354         preempt_enable();
1355 }
1356
1357 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1358                                  const struct flush_tlb_info *info)
1359 {
1360         struct {
1361                 struct mmuext_op op;
1362                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1363         } *args;
1364         struct multicall_space mcs;
1365         const size_t mc_entry_size = sizeof(args->op) +
1366                 sizeof(args->mask[0]) * BITS_TO_LONGS(num_possible_cpus());
1367
1368         trace_xen_mmu_flush_tlb_others(cpus, info->mm, info->start, info->end);
1369
1370         if (cpumask_empty(cpus))
1371                 return;         /* nothing to do */
1372
1373         mcs = xen_mc_entry(mc_entry_size);
1374         args = mcs.args;
1375         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1376
1377         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1378         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1379         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1380
1381         args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1382         if (info->end != TLB_FLUSH_ALL &&
1383             (info->end - info->start) <= PAGE_SIZE) {
1384                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1385                 args->op.arg1.linear_addr = info->start;
1386         }
1387
1388         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1389
1390         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1391 }
1392
1393 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1394 {
1395         return this_cpu_read(xen_cr3);
1396 }
1397
1398 static void set_current_cr3(void *v)
1399 {
1400         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1401 }
1402
1403 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1404 {
1405         struct mmuext_op op;
1406         unsigned long mfn;
1407
1408         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1409
1410         if (cr3)
1411                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1412         else
1413                 mfn = 0;
1414
1415         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1416
1417         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1418         op.arg1.mfn = mfn;
1419
1420         xen_extend_mmuext_op(&op);
1421
1422         if (kernel) {
1423                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1424
1425                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1426                    been submitted. */
1427                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1428         }
1429 }
1430 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1431 {
1432         BUG_ON(preemptible());
1433
1434         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1435
1436         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1437            respect to ipis */
1438         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1439
1440         __xen_write_cr3(true, cr3);
1441
1442 #ifdef CONFIG_X86_64
1443         {
1444                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1445                 if (user_pgd)
1446                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1447                 else
1448                         __xen_write_cr3(false, 0);
1449         }
1450 #endif
1451
1452         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1453 }
1454
1455 #ifdef CONFIG_X86_64
1456 /*
1457  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1458  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1459  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropriate them in the
1460  * init_top_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1461  * the new init_top_pgt - and continue on.
1462  *
1463  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1464  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1465  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1466  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1467  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1468  * at this point.
1469  *
1470  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1471  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1472  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1473  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1474  * hypervisor is in ring 0.
1475  */
1476 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1477 {
1478         BUG_ON(preemptible());
1479
1480         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1481
1482         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1483            respect to ipis */
1484         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1485
1486         __xen_write_cr3(true, cr3);
1487
1488         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1489 }
1490 #endif
1491
1492 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1493 {
1494         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1495         int ret = 0;
1496
1497         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1498
1499 #ifdef CONFIG_X86_64
1500         {
1501                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1502                 pgd_t *user_pgd;
1503
1504                 BUG_ON(page->private != 0);
1505
1506                 ret = -ENOMEM;
1507
1508                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1509                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1510
1511                 if (user_pgd != NULL) {
1512 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
1513                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1514                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1515 #endif
1516                         ret = 0;
1517                 }
1518
1519                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1520         }
1521 #endif
1522         return ret;
1523 }
1524
1525 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1526 {
1527 #ifdef CONFIG_X86_64
1528         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1529
1530         if (user_pgd)
1531                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1532 #endif
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1537  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1538  *
1539  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1540  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1541  * drivers/xen/balloon.c).
1542  *
1543  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1544  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1545  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1546  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1547  * emulating any updates as necessary.
1548  */
1549 __visible pte_t xen_make_pte_init(pteval_t pte)
1550 {
1551 #ifdef CONFIG_X86_64
1552         unsigned long pfn;
1553
1554         /*
1555          * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
1556          * address range must be mapped read-only. This region contains the
1557          * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
1558          * mapped read-only.
1559          */
1560         pfn = (pte & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
1561         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map &&
1562             pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
1563             pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
1564                 pte &= ~_PAGE_RW;
1565 #endif
1566         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
1567         return native_make_pte(pte);
1568 }
1569 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte_init);
1570
1571 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1572 {
1573 #ifdef CONFIG_X86_32
1574         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1575         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY
1576             && pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1577                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1578                                pte_val_ma(pte));
1579 #endif
1580         __xen_set_pte(ptep, pte);
1581 }
1582
1583 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1584    everything is pinned. */
1585 static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1586 {
1587 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1588         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1589 #endif
1590         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1591         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1592 }
1593
1594 /* Used for pmd and pud */
1595 static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1596 {
1597 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1598         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1599 #endif
1600         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1601 }
1602
1603 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1604    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1605 static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1606 {
1607         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1608         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1609 }
1610
1611 static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1612 {
1613         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1614 }
1615
1616 static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1617 {
1618         struct multicall_space mcs;
1619         struct mmuext_op *op;
1620
1621         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1622         op = mcs.args;
1623         op->cmd = cmd;
1624         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1625
1626         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
1627 }
1628
1629 static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1630 {
1631         struct multicall_space mcs;
1632         unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
1633
1634         mcs = __xen_mc_entry(0);
1635         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
1636                                 pfn_pte(pfn, prot), 0);
1637 }
1638
1639 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1640    attached to a pinned pagetable. */
1641 static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
1642                                     unsigned level)
1643 {
1644         bool pinned = xen_page_pinned(mm->pgd);
1645
1646         trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);
1647
1648         if (pinned) {
1649                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1650
1651                 if (static_branch_likely(&xen_struct_pages_ready))
1652                         SetPagePinned(page);
1653
1654                 if (!PageHighMem(page)) {
1655                         xen_mc_batch();
1656
1657                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
1658
1659                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1660                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1661
1662                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1663                 } else {
1664                         /* make sure there are no stray mappings of
1665                            this page */
1666                         kmap_flush_unused();
1667                 }
1668         }
1669 }
1670
1671 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1672 {
1673         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1674 }
1675
1676 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1677 {
1678         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1679 }
1680
1681 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1682 static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1683 {
1684         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1685         bool pinned = PagePinned(page);
1686
1687         trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);
1688
1689         if (pinned) {
1690                 if (!PageHighMem(page)) {
1691                         xen_mc_batch();
1692
1693                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1694                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1695
1696                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);
1697
1698                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1699                 }
1700                 ClearPagePinned(page);
1701         }
1702 }
1703
1704 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1705 {
1706         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1707 }
1708
1709 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1710 {
1711         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1712 }
1713
1714 #ifdef CONFIG_X86_64
1715 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1716 {
1717         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1718 }
1719
1720 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1721 {
1722         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1723 }
1724 #endif
1725
1726 void __init xen_reserve_top(void)
1727 {
1728 #ifdef CONFIG_X86_32
1729         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1730         struct xen_platform_parameters pp;
1731
1732         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1733                 top = pp.virt_start;
1734
1735         reserve_top_address(-top);
1736 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1741  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1742  */
1743 static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
1744 {
1745 #ifdef CONFIG_X86_64
1746         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1747 #else
1748         return __va(paddr);
1749 #endif
1750 }
1751
1752 /* Convert a machine address to physical address */
1753 static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
1754 {
1755         phys_addr_t paddr;
1756
1757         maddr &= XEN_PTE_MFN_MASK;
1758         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1759
1760         return paddr;
1761 }
1762
1763 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1764 static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
1765 {
1766         return __ka(m2p(maddr));
1767 }
1768
1769 /* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
1770 static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
1771                                        unsigned long flags)
1772 {
1773         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1774         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1775
1776         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1777                 BUG();
1778 }
1779 static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1780 {
1781         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1782 }
1783 #ifdef CONFIG_X86_32
1784 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1785 {
1786         unsigned pmdidx, pteidx;
1787         unsigned ident_pte;
1788         unsigned long pfn;
1789
1790         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1791                                       PAGE_SIZE);
1792
1793         ident_pte = 0;
1794         pfn = 0;
1795         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1796                 pte_t *pte_page;
1797
1798                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1799                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1800                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1801                 else {
1802                         /* Check for free pte pages */
1803                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1804                                 break;
1805
1806                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1807                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1808
1809                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1810                 }
1811
1812                 /* Install mappings */
1813                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1814                         pte_t pte;
1815
1816                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1817                                 max_pfn_mapped = pfn;
1818
1819                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1820                                 continue;
1821
1822                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1823                         pte_page[pteidx] = pte;
1824                 }
1825         }
1826
1827         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1828                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1829
1830         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1831 }
1832 #endif
1833 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1834 {
1835         struct xen_machphys_mapping mapping;
1836
1837         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1838                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1839                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1840         } else {
1841                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1842         }
1843 #ifdef CONFIG_X86_32
1844         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1845                 < machine_to_phys_mapping);
1846 #endif
1847 }
1848
1849 #ifdef CONFIG_X86_64
1850 static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
1851 {
1852         pte_t *pte = v;
1853         int i;
1854
1855         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1856            as ptes. */
1857         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1858                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1859 }
1860 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1861                                  unsigned long addr)
1862 {
1863         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1864                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1865                 clear_page((void *)addr);
1866                 (*pt_base)++;
1867         }
1868         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1869                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1870                 clear_page((void *)addr);
1871                 (*pt_end)--;
1872         }
1873 }
1874 /*
1875  * Set up the initial kernel pagetable.
1876  *
1877  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1878  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1879  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1880  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1881  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1882  * mapping once some sort of allocator has been set up.
1883  */
1884 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1885 {
1886         pud_t *l3;
1887         pmd_t *l2;
1888         unsigned long addr[3];
1889         unsigned long pt_base, pt_end;
1890         unsigned i;
1891
1892         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1893          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1894          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1895          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1896         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
1897                 max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
1898         else
1899                 max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1900
1901         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1902         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1903
1904         /* Zap identity mapping */
1905         init_top_pgt[0] = __pgd(0);
1906
1907         /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1908         /* L4[273] -> level3_ident_pgt  */
1909         /* L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1910         convert_pfn_mfn(init_top_pgt);
1911
1912         /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1913         convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1914         /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt */
1915         /* L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1916         convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1917
1918         /* L3_k[511][508-FIXMAP_PMD_NUM ... 507] -> level1_fixmap_pgt */
1919         convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1920
1921         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1922         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1923         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1924
1925         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1926         addr[1] = (unsigned long)l3;
1927         addr[2] = (unsigned long)l2;
1928         /* Graft it onto L4[273][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1929          * Both L4[273][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1930          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1931          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1932          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1933          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1934         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1935         /* Graft it onto L4[511][510] */
1936         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1937
1938         /*
1939          * Zap execute permission from the ident map. Due to the sharing of
1940          * L1 entries we need to do this in the L2.
1941          */
1942         if (__supported_pte_mask & _PAGE_NX) {
1943                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; ++i) {
1944                         if (pmd_none(level2_ident_pgt[i]))
1945                                 continue;
1946                         level2_ident_pgt[i] = pmd_set_flags(level2_ident_pgt[i], _PAGE_NX);
1947                 }
1948         }
1949
1950         /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
1951         i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
1952         if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
1953                 init_top_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];
1954
1955         /* Make pagetable pieces RO */
1956         set_page_prot(init_top_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1957         set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1958         set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1959         set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1960         set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1961         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1962         set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1963
1964         for (i = 0; i < FIXMAP_PMD_NUM; i++) {
1965                 set_page_prot(level1_fixmap_pgt + i * PTRS_PER_PTE,
1966                               PAGE_KERNEL_RO);
1967         }
1968
1969         /* Pin down new L4 */
1970         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1971                           PFN_DOWN(__pa_symbol(init_top_pgt)));
1972
1973         /* Unpin Xen-provided one */
1974         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1975
1976         /*
1977          * At this stage there can be no user pgd, and no page structure to
1978          * attach it to, so make sure we just set kernel pgd.
1979          */
1980         xen_mc_batch();
1981         __xen_write_cr3(true, __pa(init_top_pgt));
1982         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1983
1984         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
1985          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
1986          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
1987          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
1988          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
1989          */
1990         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
1991                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
1992
1993         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
1994         xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
1995         xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
1996         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
1997
1998         /* Revector the xen_start_info */
1999         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Read a value from a physical address.
2004  */
2005 static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
2006 {
2007         unsigned long *vaddr;
2008         unsigned long val;
2009
2010         vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
2011         val = *vaddr;
2012         early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
2013         return val;
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
2018  * page tables. Don't rely on big pages being aligned in (guest) physical
2019  * space!
2020  */
2021 static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
2022 {
2023         phys_addr_t pa;
2024         pgd_t pgd;
2025         pud_t pud;
2026         pmd_t pmd;
2027         pte_t pte;
2028
2029         pa = read_cr3_pa();
2030         pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
2031                                                        sizeof(pgd)));
2032         if (!pgd_present(pgd))
2033                 return 0;
2034
2035         pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
2036         pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
2037                                                        sizeof(pud)));
2038         if (!pud_present(pud))
2039                 return 0;
2040         pa = pud_val(pud) & PTE_PFN_MASK;
2041         if (pud_large(pud))
2042                 return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);
2043
2044         pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
2045                                                        sizeof(pmd)));
2046         if (!pmd_present(pmd))
2047                 return 0;
2048         pa = pmd_val(pmd) & PTE_PFN_MASK;
2049         if (pmd_large(pmd))
2050                 return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);
2051
2052         pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
2053                                                        sizeof(pte)));
2054         if (!pte_present(pte))
2055                 return 0;
2056         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
2057
2058         return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
2059 }
2060
2061 /*
2062  * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
2063  * this area.
2064  */
2065 void __init xen_relocate_p2m(void)
2066 {
2067         phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys;
2068         unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
2069         int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud;
2070         pte_t *pt;
2071         pmd_t *pmd;
2072         pud_t *pud;
2073         pgd_t *pgd;
2074         unsigned long *new_p2m;
2075
2076         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
2077         n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
2078         n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
2079         n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
2080         n_pud = roundup(size, P4D_SIZE) >> P4D_SHIFT;
2081         n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud;
2082
2083         new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
2084         if (!new_area) {
2085                 xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
2086                 BUG();
2087         }
2088
2089         /*
2090          * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
2091          * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
2092          * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
2093          * address depending on the Xen version.
2094          * To avoid any possible virtual address collision, just use
2095          * 2 * PUD_SIZE for the new area.
2096          */
2097         pud_phys = new_area;
2098         pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
2099         pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
2100         p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;
2101
2102         pgd = __va(read_cr3_pa());
2103         new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
2104         for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
2105                 pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
2106                 clear_page(pud);
2107                 for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
2108                                 idx_pmd++) {
2109                         pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
2110                         clear_page(pmd);
2111                         for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
2112                                         idx_pt++) {
2113                                 pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
2114                                 clear_page(pt);
2115                                 for (idx_pte = 0;
2116                                                 idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
2117                                                 idx_pte++) {
2118                                         set_pte(pt + idx_pte,
2119                                                         pfn_pte(p2m_pfn, PAGE_KERNEL));
2120                                         p2m_pfn++;
2121                                 }
2122                                 n_pte -= PTRS_PER_PTE;
2123                                 early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
2124                                 make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
2125                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
2126                                                 PFN_DOWN(pt_phys));
2127                                 set_pmd(pmd + idx_pt,
2128                                                 __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys));
2129                                 pt_phys += PAGE_SIZE;
2130                         }
2131                         n_pt -= PTRS_PER_PMD;
2132                         early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
2133                         make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
2134                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
2135                                         PFN_DOWN(pmd_phys));
2136                         set_pud(pud + idx_pmd, __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys));
2137                         pmd_phys += PAGE_SIZE;
2138                 }
2139                 n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
2140                 early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
2141                 make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
2142                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
2143                 set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2144                 pud_phys += PAGE_SIZE;
2145         }
2146
2147         /* Now copy the old p2m info to the new area. */
2148         memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
2149         xen_p2m_addr = new_p2m;
2150
2151         /* Release the old p2m list and set new list info. */
2152         p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
2153         BUG_ON(!p2m_pfn);
2154         p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);
2155
2156         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
2157                 pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
2158                 pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
2159                           xen_start_info->nr_p2m_frames;
2160                 set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
2161         } else {
2162                 pfn = p2m_pfn;
2163                 pfn_end = p2m_pfn_end;
2164         }
2165
2166         memblock_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
2167         while (pfn < pfn_end) {
2168                 if (pfn == p2m_pfn) {
2169                         pfn = p2m_pfn_end;
2170                         continue;
2171                 }
2172                 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
2173                 pfn++;
2174         }
2175
2176         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
2177         xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
2178         xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
2179 }
2180
2181 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
2182 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2183 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2184 RESERVE_BRK(fixup_kernel_pmd, PAGE_SIZE);
2185 RESERVE_BRK(fixup_kernel_pte, PAGE_SIZE);
2186
2187 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
2188 {
2189         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
2190
2191         BUG_ON(read_cr3_pa() != __pa(initial_page_table));
2192         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
2193
2194         /*
2195          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
2196          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
2197          * read-only and then pin it.
2198          *
2199          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
2200          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
2201          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
2202          * swapper_pg_dir.
2203          */
2204         swapper_kernel_pmd =
2205                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2206         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
2207         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2208                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2209         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2210
2211         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
2212         xen_write_cr3(cr3);
2213         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
2214
2215         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
2216                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2217         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2218         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2219
2220         pv_ops.mmu.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2221 }
2222
2223 /*
2224  * For 32 bit domains xen_start_info->pt_base is the pgd address which might be
2225  * not the first page table in the page table pool.
2226  * Iterate through the initial page tables to find the real page table base.
2227  */
2228 static phys_addr_t __init xen_find_pt_base(pmd_t *pmd)
2229 {
2230         phys_addr_t pt_base, paddr;
2231         unsigned pmdidx;
2232
2233         pt_base = min(__pa(xen_start_info->pt_base), __pa(pmd));
2234
2235         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++)
2236                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]) && !pmd_large(pmd[pmdidx])) {
2237                         paddr = m2p(pmd[pmdidx].pmd);
2238                         pt_base = min(pt_base, paddr);
2239                 }
2240
2241         return pt_base;
2242 }
2243
2244 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2245 {
2246         pmd_t *kernel_pmd;
2247
2248         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2249
2250         xen_pt_base = xen_find_pt_base(kernel_pmd);
2251         xen_pt_size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
2252
2253         initial_kernel_pmd =
2254                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2255
2256         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(xen_pt_base + xen_pt_size + 512 * 1024);
2257
2258         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2259
2260         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2261
2262         copy_page(initial_page_table, pgd);
2263         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2264                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2265
2266         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2267         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2268         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2269
2270         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2271
2272         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2273                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2274         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2275
2276         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2277 }
2278 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2279
2280 void __init xen_reserve_special_pages(void)
2281 {
2282         phys_addr_t paddr;
2283
2284         memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
2285         if (xen_start_info->store_mfn) {
2286                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
2287                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2288         }
2289         if (!xen_initial_domain()) {
2290                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
2291                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2292         }
2293 }
2294
2295 void __init xen_pt_check_e820(void)
2296 {
2297         if (xen_is_e820_reserved(xen_pt_base, xen_pt_size)) {
2298                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated page table memory conflicts with E820 map\n");
2299                 BUG();
2300         }
2301 }
2302
2303 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2304
2305 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2306 {
2307         pte_t pte;
2308
2309         phys >>= PAGE_SHIFT;
2310
2311         switch (idx) {
2312         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2313 #ifdef CONFIG_X86_32
2314         case FIX_WP_TEST:
2315 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2316         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2317 # endif
2318 #elif defined(CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION)
2319         case VSYSCALL_PAGE:
2320 #endif
2321         case FIX_TEXT_POKE0:
2322         case FIX_TEXT_POKE1:
2323                 /* All local page mappings */
2324                 pte = pfn_pte(phys, prot);
2325                 break;
2326
2327 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2328         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
2329                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2330                 break;
2331 #endif
2332
2333 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
2334         case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
2335                 /*
2336                  * We just don't map the IO APIC - all access is via
2337                  * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
2338                  */
2339                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2340                 break;
2341 #endif
2342
2343         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
2344                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
2345                    IO domain */
2346                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2347                 break;
2348
2349         default:
2350                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
2351                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2352                 break;
2353         }
2354
2355         __native_set_fixmap(idx, pte);
2356
2357 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
2358         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
2359            pagetable vsyscall mapping. */
2360         if (idx == VSYSCALL_PAGE) {
2361                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
2362                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
2363         }
2364 #endif
2365 }
2366
2367 static void __init xen_post_allocator_init(void)
2368 {
2369         pv_ops.mmu.set_pte = xen_set_pte;
2370         pv_ops.mmu.set_pmd = xen_set_pmd;
2371         pv_ops.mmu.set_pud = xen_set_pud;
2372 #ifdef CONFIG_X86_64
2373         pv_ops.mmu.set_p4d = xen_set_p4d;
2374 #endif
2375
2376         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2377            (which it hasn't) */
2378         pv_ops.mmu.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2379         pv_ops.mmu.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2380         pv_ops.mmu.release_pte = xen_release_pte;
2381         pv_ops.mmu.release_pmd = xen_release_pmd;
2382 #ifdef CONFIG_X86_64
2383         pv_ops.mmu.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2384         pv_ops.mmu.release_pud = xen_release_pud;
2385 #endif
2386         pv_ops.mmu.make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte);
2387
2388 #ifdef CONFIG_X86_64
2389         pv_ops.mmu.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2390 #endif
2391 }
2392
2393 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2394 {
2395         preempt_disable();
2396         xen_mc_flush();
2397         paravirt_leave_lazy_mmu();
2398         preempt_enable();
2399 }
2400
2401 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2402         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2403         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2404
2405         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2406         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2407
2408         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2409         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2410         .flush_tlb_one_user = xen_flush_tlb_one_user,
2411         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2412         .tlb_remove_table = tlb_remove_table,
2413
2414         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2415         .pgd_free = xen_pgd_free,
2416
2417         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2418         .release_pte = xen_release_pte_init,
2419         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2420         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2421
2422         .set_pte = xen_set_pte_init,
2423         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2424         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2425
2426         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2427         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2428
2429         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2430         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2431
2432         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte_init),
2433         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2434
2435 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2436         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2437         .pte_clear = xen_pte_clear,
2438         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2439 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2440         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2441
2442         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2443         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2444
2445 #ifdef CONFIG_X86_64
2446         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2447         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2448         .set_p4d = xen_set_p4d_hyper,
2449
2450         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2451         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2452
2453 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 5
2454         .p4d_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_p4d_val),
2455         .make_p4d = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_p4d),
2456 #endif
2457 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2458
2459         .activate_mm = xen_activate_mm,
2460         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2461         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2462
2463         .lazy_mode = {
2464                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2465                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2466                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2467         },
2468
2469         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2470 };
2471
2472 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2473 {
2474         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2475         x86_init.hyper.init_after_bootmem = xen_after_bootmem;
2476
2477         pv_ops.mmu = xen_mmu_ops;
2478
2479         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2480 }
2481
2482 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2483 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2484 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2485
2486 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2487 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2488                                 unsigned long *in_frames,
2489                                 unsigned long *out_frames)
2490 {
2491         int i;
2492         struct multicall_space mcs;
2493
2494         xen_mc_batch();
2495         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2496                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2497
2498                 if (in_frames)
2499                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2500
2501                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2502                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2503
2504                 if (out_frames)
2505                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2506         }
2507         xen_mc_issue(0);
2508 }
2509
2510 /*
2511  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2512  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2513  * mfn.
2514  */
2515 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2516                                      unsigned long *mfns,
2517                                      unsigned long first_mfn)
2518 {
2519         unsigned i, limit;
2520         unsigned long mfn;
2521
2522         xen_mc_batch();
2523
2524         limit = 1u << order;
2525         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2526                 struct multicall_space mcs;
2527                 unsigned flags;
2528
2529                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2530                 if (mfns)
2531                         mfn = mfns[i];
2532                 else
2533                         mfn = first_mfn + i;
2534
2535                 if (i < (limit - 1))
2536                         flags = 0;
2537                 else {
2538                         if (order == 0)
2539                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2540                         else
2541                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2542                 }
2543
2544                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2545                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2546
2547                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2548         }
2549
2550         xen_mc_issue(0);
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2555  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2556  * input, and populates mfns as output.
2557  *
2558  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2559  * satisfy the request or not.
2560  */
2561 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2562                                unsigned long *pfns_in,
2563                                unsigned long extents_out,
2564                                unsigned int order_out,
2565                                unsigned long *mfns_out,
2566                                unsigned int address_bits)
2567 {
2568         long rc;
2569         int success;
2570
2571         struct xen_memory_exchange exchange = {
2572                 .in = {
2573                         .nr_extents   = extents_in,
2574                         .extent_order = order_in,
2575                         .extent_start = pfns_in,
2576                         .domid        = DOMID_SELF
2577                 },
2578                 .out = {
2579                         .nr_extents   = extents_out,
2580                         .extent_order = order_out,
2581                         .extent_start = mfns_out,
2582                         .address_bits = address_bits,
2583                         .domid        = DOMID_SELF
2584                 }
2585         };
2586
2587         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2588
2589         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2590         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2591
2592         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2593         BUG_ON(success && (rc != 0));
2594
2595         return success;
2596 }
2597
2598 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2599                                  unsigned int address_bits,
2600                                  dma_addr_t *dma_handle)
2601 {
2602         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2603         unsigned long  flags;
2604         int            success;
2605         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2606
2607         /*
2608          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2609          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2610          * this function are redundant and can be ignored.
2611          */
2612
2613         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2614                 return -ENOMEM;
2615
2616         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2617
2618         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2619
2620         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2621         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2622
2623         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2624         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2625         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2626                                       1, order, &out_frame,
2627                                       address_bits);
2628
2629         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2630         if (success)
2631                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2632         else
2633                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2634
2635         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2636
2637         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2638         return success ? 0 : -ENOMEM;
2639 }
2640 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2641
2642 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2643 {
2644         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2645         unsigned long  flags;
2646         int success;
2647         unsigned long vstart;
2648
2649         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2650                 return;
2651
2652         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2653         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2654
2655         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2656
2657         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2658         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2659
2660         /* 2. Zap current PTEs. */
2661         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2662
2663         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2664         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2665                                         0, out_frames, 0);
2666
2667         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2668         if (success)
2669                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2670         else
2671                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2672
2673         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2674 }
2675 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2676
2677 static noinline void xen_flush_tlb_all(void)
2678 {
2679         struct mmuext_op *op;
2680         struct multicall_space mcs;
2681
2682         preempt_disable();
2683
2684         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
2685
2686         op = mcs.args;
2687         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_ALL;
2688         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
2689
2690         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
2691
2692         preempt_enable();
2693 }
2694
2695 #define REMAP_BATCH_SIZE 16
2696
2697 struct remap_data {
2698         xen_pfn_t *pfn;
2699         bool contiguous;
2700         bool no_translate;
2701         pgprot_t prot;
2702         struct mmu_update *mmu_update;
2703 };
2704
2705 static int remap_area_pfn_pte_fn(pte_t *ptep, pgtable_t token,
2706                                  unsigned long addr, void *data)
2707 {
2708         struct remap_data *rmd = data;
2709         pte_t pte = pte_mkspecial(mfn_pte(*rmd->pfn, rmd->prot));
2710
2711         /*
2712          * If we have a contiguous range, just update the pfn itself,
2713          * else update pointer to be "next pfn".
2714          */
2715         if (rmd->contiguous)
2716                 (*rmd->pfn)++;
2717         else
2718                 rmd->pfn++;
2719
2720         rmd->mmu_update->ptr = virt_to_machine(ptep).maddr;
2721         rmd->mmu_update->ptr |= rmd->no_translate ?
2722                 MMU_PT_UPDATE_NO_TRANSLATE :
2723                 MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
2724         rmd->mmu_update->val = pte_val_ma(pte);
2725         rmd->mmu_update++;
2726
2727         return 0;
2728 }
2729
2730 int xen_remap_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2731                   xen_pfn_t *pfn, int nr, int *err_ptr, pgprot_t prot,
2732                   unsigned int domid, bool no_translate, struct page **pages)
2733 {
2734         int err = 0;
2735         struct remap_data rmd;
2736         struct mmu_update mmu_update[REMAP_BATCH_SIZE];
2737         unsigned long range;
2738         int mapped = 0;
2739
2740         BUG_ON(!((vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_IO)) == (VM_PFNMAP | VM_IO)));
2741
2742         rmd.pfn = pfn;
2743         rmd.prot = prot;
2744         /*
2745          * We use the err_ptr to indicate if there we are doing a contiguous
2746          * mapping or a discontigious mapping.
2747          */
2748         rmd.contiguous = !err_ptr;
2749         rmd.no_translate = no_translate;
2750
2751         while (nr) {
2752                 int index = 0;
2753                 int done = 0;
2754                 int batch = min(REMAP_BATCH_SIZE, nr);
2755                 int batch_left = batch;
2756
2757                 range = (unsigned long)batch << PAGE_SHIFT;
2758
2759                 rmd.mmu_update = mmu_update;
2760                 err = apply_to_page_range(vma->vm_mm, addr, range,
2761                                           remap_area_pfn_pte_fn, &rmd);
2762                 if (err)
2763                         goto out;
2764
2765                 /*
2766                  * We record the error for each page that gives an error, but
2767                  * continue mapping until the whole set is done
2768                  */
2769                 do {
2770                         int i;
2771
2772                         err = HYPERVISOR_mmu_update(&mmu_update[index],
2773                                                     batch_left, &done, domid);
2774
2775                         /*
2776                          * @err_ptr may be the same buffer as @gfn, so
2777                          * only clear it after each chunk of @gfn is
2778                          * used.
2779                          */
2780                         if (err_ptr) {
2781                                 for (i = index; i < index + done; i++)
2782                                         err_ptr[i] = 0;
2783                         }
2784                         if (err < 0) {
2785                                 if (!err_ptr)
2786                                         goto out;
2787                                 err_ptr[i] = err;
2788                                 done++; /* Skip failed frame. */
2789                         } else
2790                                 mapped += done;
2791                         batch_left -= done;
2792                         index += done;
2793                 } while (batch_left);
2794
2795                 nr -= batch;
2796                 addr += range;
2797                 if (err_ptr)
2798                         err_ptr += batch;
2799                 cond_resched();
2800         }
2801 out:
2802
2803         xen_flush_tlb_all();
2804
2805         return err < 0 ? err : mapped;
2806 }
2807 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_remap_pfn);
2808
2809 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
2810 phys_addr_t paddr_vmcoreinfo_note(void)
2811 {
2812         if (xen_pv_domain())
2813                 return virt_to_machine(vmcoreinfo_note).maddr;
2814         else
2815                 return __pa(vmcoreinfo_note);
2816 }
2817 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */