Merge tag 'mvebu-fixes-4.14-1' of git://git.infradead.org/linux-mvebu into fixes
[linux-2.6-block.git] / arch / x86 / xen / mmu_pv.c
1 /*
2  * Xen mmu operations
3  *
4  * This file contains the various mmu fetch and update operations.
5  * The most important job they must perform is the mapping between the
6  * domain's pfn and the overall machine mfns.
7  *
8  * Xen allows guests to directly update the pagetable, in a controlled
9  * fashion.  In other words, the guest modifies the same pagetable
10  * that the CPU actually uses, which eliminates the overhead of having
11  * a separate shadow pagetable.
12  *
13  * In order to allow this, it falls on the guest domain to map its
14  * notion of a "physical" pfn - which is just a domain-local linear
15  * address - into a real "machine address" which the CPU's MMU can
16  * use.
17  *
18  * A pgd_t/pmd_t/pte_t will typically contain an mfn, and so can be
19  * inserted directly into the pagetable.  When creating a new
20  * pte/pmd/pgd, it converts the passed pfn into an mfn.  Conversely,
21  * when reading the content back with __(pgd|pmd|pte)_val, it converts
22  * the mfn back into a pfn.
23  *
24  * The other constraint is that all pages which make up a pagetable
25  * must be mapped read-only in the guest.  This prevents uncontrolled
26  * guest updates to the pagetable.  Xen strictly enforces this, and
27  * will disallow any pagetable update which will end up mapping a
28  * pagetable page RW, and will disallow using any writable page as a
29  * pagetable.
30  *
31  * Naively, when loading %cr3 with the base of a new pagetable, Xen
32  * would need to validate the whole pagetable before going on.
33  * Naturally, this is quite slow.  The solution is to "pin" a
34  * pagetable, which enforces all the constraints on the pagetable even
35  * when it is not actively in use.  This menas that Xen can be assured
36  * that it is still valid when you do load it into %cr3, and doesn't
37  * need to revalidate it.
38  *
39  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
40  */
41 #include <linux/sched/mm.h>
42 #include <linux/highmem.h>
43 #include <linux/debugfs.h>
44 #include <linux/bug.h>
45 #include <linux/vmalloc.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/init.h>
48 #include <linux/gfp.h>
49 #include <linux/memblock.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/crash_dump.h>
52 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
53 #include <linux/kexec.h>
54 #endif
55
56 #include <trace/events/xen.h>
57
58 #include <asm/pgtable.h>
59 #include <asm/tlbflush.h>
60 #include <asm/fixmap.h>
61 #include <asm/mmu_context.h>
62 #include <asm/setup.h>
63 #include <asm/paravirt.h>
64 #include <asm/e820/api.h>
65 #include <asm/linkage.h>
66 #include <asm/page.h>
67 #include <asm/init.h>
68 #include <asm/pat.h>
69 #include <asm/smp.h>
70
71 #include <asm/xen/hypercall.h>
72 #include <asm/xen/hypervisor.h>
73
74 #include <xen/xen.h>
75 #include <xen/page.h>
76 #include <xen/interface/xen.h>
77 #include <xen/interface/hvm/hvm_op.h>
78 #include <xen/interface/version.h>
79 #include <xen/interface/memory.h>
80 #include <xen/hvc-console.h>
81
82 #include "multicalls.h"
83 #include "mmu.h"
84 #include "debugfs.h"
85
86 #ifdef CONFIG_X86_32
87 /*
88  * Identity map, in addition to plain kernel map.  This needs to be
89  * large enough to allocate page table pages to allocate the rest.
90  * Each page can map 2MB.
91  */
92 #define LEVEL1_IDENT_ENTRIES    (PTRS_PER_PTE * 4)
93 static RESERVE_BRK_ARRAY(pte_t, level1_ident_pgt, LEVEL1_IDENT_ENTRIES);
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_X86_64
96 /* l3 pud for userspace vsyscall mapping */
97 static pud_t level3_user_vsyscall[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
98 #endif /* CONFIG_X86_64 */
99
100 /*
101  * Note about cr3 (pagetable base) values:
102  *
103  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
104  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
105  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
106  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
107  * be self-consistent.
108  *
109  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
110  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
111  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
112  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
113  */
114 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
115 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
116
117 static phys_addr_t xen_pt_base, xen_pt_size __initdata;
118
119 /*
120  * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
121  * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
122  */
123 #define USER_LIMIT      ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)
124
125 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
126 {
127         pte_t *pte, ptev;
128         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
129         unsigned int level;
130
131         pte = lookup_address(address, &level);
132         if (pte == NULL)
133                 return;         /* vaddr missing */
134
135         ptev = pte_wrprotect(*pte);
136
137         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
138                 BUG();
139 }
140
141 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
142 {
143         pte_t *pte, ptev;
144         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
145         unsigned int level;
146
147         pte = lookup_address(address, &level);
148         if (pte == NULL)
149                 return;         /* vaddr missing */
150
151         ptev = pte_mkwrite(*pte);
152
153         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
154                 BUG();
155 }
156
157
158 static bool xen_page_pinned(void *ptr)
159 {
160         struct page *page = virt_to_page(ptr);
161
162         return PagePinned(page);
163 }
164
165 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
166 {
167         struct multicall_space mcs;
168         struct mmu_update *u;
169
170         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
171
172         if (mcs.mc != NULL) {
173                 mcs.mc->args[1]++;
174         } else {
175                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
176                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
177         }
178
179         u = mcs.args;
180         *u = *update;
181 }
182
183 static void xen_extend_mmuext_op(const struct mmuext_op *op)
184 {
185         struct multicall_space mcs;
186         struct mmuext_op *u;
187
188         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmuext_op, sizeof(*u));
189
190         if (mcs.mc != NULL) {
191                 mcs.mc->args[1]++;
192         } else {
193                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
194                 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
195         }
196
197         u = mcs.args;
198         *u = *op;
199 }
200
201 static void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
202 {
203         struct mmu_update u;
204
205         preempt_disable();
206
207         xen_mc_batch();
208
209         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
210         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
211         u.val = pmd_val_ma(val);
212         xen_extend_mmu_update(&u);
213
214         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
215
216         preempt_enable();
217 }
218
219 static void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
220 {
221         trace_xen_mmu_set_pmd(ptr, val);
222
223         /* If page is not pinned, we can just update the entry
224            directly */
225         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
226                 *ptr = val;
227                 return;
228         }
229
230         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
231 }
232
233 /*
234  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
235  * and protection flags for that frame.
236  */
237 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
238 {
239         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
240 }
241
242 static bool xen_batched_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
243 {
244         struct mmu_update u;
245
246         if (paravirt_get_lazy_mode() != PARAVIRT_LAZY_MMU)
247                 return false;
248
249         xen_mc_batch();
250
251         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
252         u.val = pte_val_ma(pteval);
253         xen_extend_mmu_update(&u);
254
255         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
256
257         return true;
258 }
259
260 static inline void __xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
261 {
262         if (!xen_batched_set_pte(ptep, pteval)) {
263                 /*
264                  * Could call native_set_pte() here and trap and
265                  * emulate the PTE write but with 32-bit guests this
266                  * needs two traps (one for each of the two 32-bit
267                  * words in the PTE) so do one hypercall directly
268                  * instead.
269                  */
270                 struct mmu_update u;
271
272                 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
273                 u.val = pte_val_ma(pteval);
274                 HYPERVISOR_mmu_update(&u, 1, NULL, DOMID_SELF);
275         }
276 }
277
278 static void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
279 {
280         trace_xen_mmu_set_pte(ptep, pteval);
281         __xen_set_pte(ptep, pteval);
282 }
283
284 static void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
285                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
286 {
287         trace_xen_mmu_set_pte_at(mm, addr, ptep, pteval);
288         __xen_set_pte(ptep, pteval);
289 }
290
291 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
292                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
293 {
294         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
295         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_start(mm, addr, ptep, *ptep);
296         return *ptep;
297 }
298
299 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
300                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
301 {
302         struct mmu_update u;
303
304         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_commit(mm, addr, ptep, pte);
305         xen_mc_batch();
306
307         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
308         u.val = pte_val_ma(pte);
309         xen_extend_mmu_update(&u);
310
311         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
312 }
313
314 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
315 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
316 {
317         if (val & _PAGE_PRESENT) {
318                 unsigned long mfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
319                 unsigned long pfn = mfn_to_pfn(mfn);
320
321                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
322                 if (unlikely(pfn == ~0))
323                         val = flags & ~_PAGE_PRESENT;
324                 else
325                         val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
326         }
327
328         return val;
329 }
330
331 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
332 {
333         if (val & _PAGE_PRESENT) {
334                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
335                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
336                 unsigned long mfn;
337
338                 mfn = __pfn_to_mfn(pfn);
339
340                 /*
341                  * If there's no mfn for the pfn, then just create an
342                  * empty non-present pte.  Unfortunately this loses
343                  * information about the original pfn, so
344                  * pte_mfn_to_pfn is asymmetric.
345                  */
346                 if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY)) {
347                         mfn = 0;
348                         flags = 0;
349                 } else
350                         mfn &= ~(FOREIGN_FRAME_BIT | IDENTITY_FRAME_BIT);
351                 val = ((pteval_t)mfn << PAGE_SHIFT) | flags;
352         }
353
354         return val;
355 }
356
357 __visible pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
358 {
359         pteval_t pteval = pte.pte;
360
361         return pte_mfn_to_pfn(pteval);
362 }
363 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
364
365 __visible pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
366 {
367         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
368 }
369 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
370
371 __visible pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
372 {
373         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
374
375         return native_make_pte(pte);
376 }
377 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
378
379 __visible pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
380 {
381         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
382         return native_make_pgd(pgd);
383 }
384 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
385
386 __visible pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
387 {
388         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
389 }
390 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
391
392 static void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
393 {
394         struct mmu_update u;
395
396         preempt_disable();
397
398         xen_mc_batch();
399
400         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
401         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
402         u.val = pud_val_ma(val);
403         xen_extend_mmu_update(&u);
404
405         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
406
407         preempt_enable();
408 }
409
410 static void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
411 {
412         trace_xen_mmu_set_pud(ptr, val);
413
414         /* If page is not pinned, we can just update the entry
415            directly */
416         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
417                 *ptr = val;
418                 return;
419         }
420
421         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
422 }
423
424 #ifdef CONFIG_X86_PAE
425 static void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
426 {
427         trace_xen_mmu_set_pte_atomic(ptep, pte);
428         set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
429 }
430
431 static void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
432 {
433         trace_xen_mmu_pte_clear(mm, addr, ptep);
434         if (!xen_batched_set_pte(ptep, native_make_pte(0)))
435                 native_pte_clear(mm, addr, ptep);
436 }
437
438 static void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
439 {
440         trace_xen_mmu_pmd_clear(pmdp);
441         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
442 }
443 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
444
445 __visible pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
446 {
447         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
448         return native_make_pmd(pmd);
449 }
450 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
451
452 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4
453 __visible pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
454 {
455         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
456 }
457 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
458
459 __visible pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
460 {
461         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
462
463         return native_make_pud(pud);
464 }
465 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
466
467 static pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
468 {
469         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
470         unsigned offset = pgd - pgd_page;
471         pgd_t *user_ptr = NULL;
472
473         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
474                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
475                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
476                 if (user_ptr)
477                         user_ptr += offset;
478         }
479
480         return user_ptr;
481 }
482
483 static void __xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
484 {
485         struct mmu_update u;
486
487         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
488         u.val = p4d_val_ma(val);
489         xen_extend_mmu_update(&u);
490 }
491
492 /*
493  * Raw hypercall-based set_p4d, intended for in early boot before
494  * there's a page structure.  This implies:
495  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
496  *  2. It is always pinned
497  *  3. It has no user pagetable attached to it
498  */
499 static void __init xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
500 {
501         preempt_disable();
502
503         xen_mc_batch();
504
505         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
506
507         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
508
509         preempt_enable();
510 }
511
512 static void xen_set_p4d(p4d_t *ptr, p4d_t val)
513 {
514         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd((pgd_t *)ptr);
515         pgd_t pgd_val;
516
517         trace_xen_mmu_set_p4d(ptr, (p4d_t *)user_ptr, val);
518
519         /* If page is not pinned, we can just update the entry
520            directly */
521         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
522                 *ptr = val;
523                 if (user_ptr) {
524                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
525                         pgd_val.pgd = p4d_val_ma(val);
526                         *user_ptr = pgd_val;
527                 }
528                 return;
529         }
530
531         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
532            user updates together. */
533         xen_mc_batch();
534
535         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
536         if (user_ptr)
537                 __xen_set_p4d_hyper((p4d_t *)user_ptr, val);
538
539         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
540 }
541 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
542
543 static int xen_pmd_walk(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
544                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
545                 bool last, unsigned long limit)
546 {
547         int i, nr, flush = 0;
548
549         nr = last ? pmd_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PMD;
550         for (i = 0; i < nr; i++) {
551                 if (!pmd_none(pmd[i]))
552                         flush |= (*func)(mm, pmd_page(pmd[i]), PT_PTE);
553         }
554         return flush;
555 }
556
557 static int xen_pud_walk(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
558                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
559                 bool last, unsigned long limit)
560 {
561         int i, nr, flush = 0;
562
563         nr = last ? pud_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PUD;
564         for (i = 0; i < nr; i++) {
565                 pmd_t *pmd;
566
567                 if (pud_none(pud[i]))
568                         continue;
569
570                 pmd = pmd_offset(&pud[i], 0);
571                 if (PTRS_PER_PMD > 1)
572                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
573                 flush |= xen_pmd_walk(mm, pmd, func,
574                                 last && i == nr - 1, limit);
575         }
576         return flush;
577 }
578
579 static int xen_p4d_walk(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
580                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
581                 bool last, unsigned long limit)
582 {
583         int i, nr, flush = 0;
584
585         nr = last ? p4d_index(limit) + 1 : PTRS_PER_P4D;
586         for (i = 0; i < nr; i++) {
587                 pud_t *pud;
588
589                 if (p4d_none(p4d[i]))
590                         continue;
591
592                 pud = pud_offset(&p4d[i], 0);
593                 if (PTRS_PER_PUD > 1)
594                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
595                 flush |= xen_pud_walk(mm, pud, func,
596                                 last && i == nr - 1, limit);
597         }
598         return flush;
599 }
600
601 /*
602  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
603  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
604  * callback function on each page it finds making up the page table,
605  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
606  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
607  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
608  * FIXADDR_TOP.
609  *
610  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
611  * because then we start getting into Xen's ptes.
612  *
613  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
614  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
615  */
616 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
617                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
618                                       enum pt_level),
619                           unsigned long limit)
620 {
621         int i, nr, flush = 0;
622         unsigned hole_low, hole_high;
623
624         /* The limit is the last byte to be touched */
625         limit--;
626         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
627
628         /*
629          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
630          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
631          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
632          */
633         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
634         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
635
636         nr = pgd_index(limit) + 1;
637         for (i = 0; i < nr; i++) {
638                 p4d_t *p4d;
639
640                 if (i >= hole_low && i < hole_high)
641                         continue;
642
643                 if (pgd_none(pgd[i]))
644                         continue;
645
646                 p4d = p4d_offset(&pgd[i], 0);
647                 if (PTRS_PER_P4D > 1)
648                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(p4d), PT_P4D);
649                 flush |= xen_p4d_walk(mm, p4d, func, i == nr - 1, limit);
650         }
651
652         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
653            a cue to do final things like tlb flushes. */
654         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
655
656         return flush;
657 }
658
659 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
660                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
661                                     enum pt_level),
662                         unsigned long limit)
663 {
664         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
665 }
666
667 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
668    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
669 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
670 {
671         spinlock_t *ptl = NULL;
672
673 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
674         ptl = ptlock_ptr(page);
675         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
676 #endif
677
678         return ptl;
679 }
680
681 static void xen_pte_unlock(void *v)
682 {
683         spinlock_t *ptl = v;
684         spin_unlock(ptl);
685 }
686
687 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
688 {
689         struct mmuext_op op;
690
691         op.cmd = level;
692         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
693
694         xen_extend_mmuext_op(&op);
695 }
696
697 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
698                         enum pt_level level)
699 {
700         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
701         int flush;
702
703         if (pgfl)
704                 flush = 0;              /* already pinned */
705         else if (PageHighMem(page))
706                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
707                    highpage */
708                 flush = 1;
709         else {
710                 void *pt = lowmem_page_address(page);
711                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
712                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
713                 spinlock_t *ptl;
714
715                 flush = 0;
716
717                 /*
718                  * We need to hold the pagetable lock between the time
719                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
720                  * it.  If we don't, then other users may come in and
721                  * attempt to update the pagetable by writing it,
722                  * which will fail because the memory is RO but not
723                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
724                  *
725                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
726                  * entire pagetable's worth of locks during the
727                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
728                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
729                  * page while holding the lock.  This means the number
730                  * of locks we end up holding is never more than a
731                  * batch size (~32 entries, at present).
732                  *
733                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
734                  * the PTE pages independently, because we're
735                  * protected by the overall pagetable lock.
736                  */
737                 ptl = NULL;
738                 if (level == PT_PTE)
739                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
740
741                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
742                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
743                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
744
745                 if (ptl) {
746                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
747
748                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
749                            is completed. */
750                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
751                 }
752         }
753
754         return flush;
755 }
756
757 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
758    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
759    read-only, and can be pinned. */
760 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
761 {
762         trace_xen_mmu_pgd_pin(mm, pgd);
763
764         xen_mc_batch();
765
766         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
767                 /* re-enable interrupts for flushing */
768                 xen_mc_issue(0);
769
770                 kmap_flush_unused();
771
772                 xen_mc_batch();
773         }
774
775 #ifdef CONFIG_X86_64
776         {
777                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
778
779                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
780
781                 if (user_pgd) {
782                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
783                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
784                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
785                 }
786         }
787 #else /* CONFIG_X86_32 */
788 #ifdef CONFIG_X86_PAE
789         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
790         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
791                      PT_PMD);
792 #endif
793         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
794 #endif /* CONFIG_X86_64 */
795         xen_mc_issue(0);
796 }
797
798 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
799 {
800         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
801 }
802
803 /*
804  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
805  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
806  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
807  * process is under construction or destruction).
808  *
809  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
810  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
811  * matter all that much.
812  */
813 void xen_mm_pin_all(void)
814 {
815         struct page *page;
816
817         spin_lock(&pgd_lock);
818
819         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
820                 if (!PagePinned(page)) {
821                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
822                         SetPageSavePinned(page);
823                 }
824         }
825
826         spin_unlock(&pgd_lock);
827 }
828
829 /*
830  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
831  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
832  * the book-keeping now.
833  */
834 static int __init xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
835                                   enum pt_level level)
836 {
837         SetPagePinned(page);
838         return 0;
839 }
840
841 static void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
842 {
843         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
844 }
845
846 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
847                           enum pt_level level)
848 {
849         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
850
851         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
852                 void *pt = lowmem_page_address(page);
853                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
854                 spinlock_t *ptl = NULL;
855                 struct multicall_space mcs;
856
857                 /*
858                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
859                  * pte locks, we must be holding the lock for while
860                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
861                  * concurrent updates from seeing it in this
862                  * partially-pinned state.
863                  */
864                 if (level == PT_PTE) {
865                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
866
867                         if (ptl)
868                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
869                 }
870
871                 mcs = __xen_mc_entry(0);
872
873                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
874                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
875                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
876
877                 if (ptl) {
878                         /* unlock when batch completed */
879                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
880                 }
881         }
882
883         return 0;               /* never need to flush on unpin */
884 }
885
886 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
887 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
888 {
889         trace_xen_mmu_pgd_unpin(mm, pgd);
890
891         xen_mc_batch();
892
893         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
894
895 #ifdef CONFIG_X86_64
896         {
897                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
898
899                 if (user_pgd) {
900                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
901                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
902                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
903                 }
904         }
905 #endif
906
907 #ifdef CONFIG_X86_PAE
908         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
909         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
910                        PT_PMD);
911 #endif
912
913         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
914
915         xen_mc_issue(0);
916 }
917
918 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
919 {
920         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
921 }
922
923 /*
924  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
925  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
926  */
927 void xen_mm_unpin_all(void)
928 {
929         struct page *page;
930
931         spin_lock(&pgd_lock);
932
933         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
934                 if (PageSavePinned(page)) {
935                         BUG_ON(!PagePinned(page));
936                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
937                         ClearPageSavePinned(page);
938                 }
939         }
940
941         spin_unlock(&pgd_lock);
942 }
943
944 static void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
945 {
946         spin_lock(&next->page_table_lock);
947         xen_pgd_pin(next);
948         spin_unlock(&next->page_table_lock);
949 }
950
951 static void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
952 {
953         spin_lock(&mm->page_table_lock);
954         xen_pgd_pin(mm);
955         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
956 }
957
958 static void drop_mm_ref_this_cpu(void *info)
959 {
960         struct mm_struct *mm = info;
961
962         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == mm)
963                 leave_mm(smp_processor_id());
964
965         /*
966          * If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
967          * it has been flushed.
968          */
969         if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
970                 xen_mc_flush();
971 }
972
973 #ifdef CONFIG_SMP
974 /*
975  * Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
976  * we need to repoint it somewhere else before we can unpin it.
977  */
978 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
979 {
980         cpumask_var_t mask;
981         unsigned cpu;
982
983         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
984
985         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
986         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
987                 for_each_online_cpu(cpu) {
988                         if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
989                                 continue;
990                         smp_call_function_single(cpu, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
991                 }
992                 return;
993         }
994
995         /*
996          * It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
997          * cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
998          * its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
999          * look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1000          * if needed.
1001          */
1002         cpumask_clear(mask);
1003         for_each_online_cpu(cpu) {
1004                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1005                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1006         }
1007
1008         smp_call_function_many(mask, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
1009         free_cpumask_var(mask);
1010 }
1011 #else
1012 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1013 {
1014         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
1015 }
1016 #endif
1017
1018 /*
1019  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1020  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1021  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1022  * hypervisor, which is moderately expensive.
1023  *
1024  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1025  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1026  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1027  *
1028  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1029  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1030  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1031  */
1032 static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1033 {
1034         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1035         xen_drop_mm_ref(mm);
1036         put_cpu();
1037
1038         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1039
1040         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1041         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1042                 xen_pgd_unpin(mm);
1043
1044         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1045 }
1046
1047 static void xen_post_allocator_init(void);
1048
1049 static void __init pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1050 {
1051         struct mmuext_op op;
1052
1053         op.cmd = cmd;
1054         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1055         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1056                 BUG();
1057 }
1058
1059 #ifdef CONFIG_X86_64
1060 static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
1061                                     unsigned long vaddr_end)
1062 {
1063         unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
1064         pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);
1065
1066         /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
1067          * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
1068         for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PTRS_PER_PMD));
1069                         pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
1070                 if (pmd_none(*pmd))
1071                         continue;
1072                 if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
1073                         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1074         }
1075         /* In case we did something silly, we should crash in this function
1076          * instead of somewhere later and be confusing. */
1077         xen_mc_flush();
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Make a page range writeable and free it.
1082  */
1083 static void __init xen_free_ro_pages(unsigned long paddr, unsigned long size)
1084 {
1085         void *vaddr = __va(paddr);
1086         void *vaddr_end = vaddr + size;
1087
1088         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE)
1089                 make_lowmem_page_readwrite(vaddr);
1090
1091         memblock_free(paddr, size);
1092 }
1093
1094 static void __init xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(void *pgtbl, bool unpin)
1095 {
1096         unsigned long pa = __pa(pgtbl) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1097
1098         if (unpin)
1099                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(pa));
1100         ClearPagePinned(virt_to_page(__va(pa)));
1101         xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1102 }
1103
1104 static void __init xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_t *pmd, bool unpin)
1105 {
1106         unsigned long pa;
1107         pte_t *pte_tbl;
1108         int i;
1109
1110         if (pmd_large(*pmd)) {
1111                 pa = pmd_val(*pmd) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1112                 xen_free_ro_pages(pa, PMD_SIZE);
1113                 return;
1114         }
1115
1116         pte_tbl = pte_offset_kernel(pmd, 0);
1117         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1118                 if (pte_none(pte_tbl[i]))
1119                         continue;
1120                 pa = pte_pfn(pte_tbl[i]) << PAGE_SHIFT;
1121                 xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1122         }
1123         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1124         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pte_tbl, unpin);
1125 }
1126
1127 static void __init xen_cleanmfnmap_pud(pud_t *pud, bool unpin)
1128 {
1129         unsigned long pa;
1130         pmd_t *pmd_tbl;
1131         int i;
1132
1133         if (pud_large(*pud)) {
1134                 pa = pud_val(*pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1135                 xen_free_ro_pages(pa, PUD_SIZE);
1136                 return;
1137         }
1138
1139         pmd_tbl = pmd_offset(pud, 0);
1140         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1141                 if (pmd_none(pmd_tbl[i]))
1142                         continue;
1143                 xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_tbl + i, unpin);
1144         }
1145         set_pud(pud, __pud(0));
1146         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pmd_tbl, unpin);
1147 }
1148
1149 static void __init xen_cleanmfnmap_p4d(p4d_t *p4d, bool unpin)
1150 {
1151         unsigned long pa;
1152         pud_t *pud_tbl;
1153         int i;
1154
1155         if (p4d_large(*p4d)) {
1156                 pa = p4d_val(*p4d) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1157                 xen_free_ro_pages(pa, P4D_SIZE);
1158                 return;
1159         }
1160
1161         pud_tbl = pud_offset(p4d, 0);
1162         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1163                 if (pud_none(pud_tbl[i]))
1164                         continue;
1165                 xen_cleanmfnmap_pud(pud_tbl + i, unpin);
1166         }
1167         set_p4d(p4d, __p4d(0));
1168         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pud_tbl, unpin);
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Since it is well isolated we can (and since it is perhaps large we should)
1173  * also free the page tables mapping the initial P->M table.
1174  */
1175 static void __init xen_cleanmfnmap(unsigned long vaddr)
1176 {
1177         pgd_t *pgd;
1178         p4d_t *p4d;
1179         unsigned int i;
1180         bool unpin;
1181
1182         unpin = (vaddr == 2 * PGDIR_SIZE);
1183         vaddr &= PMD_MASK;
1184         pgd = pgd_offset_k(vaddr);
1185         p4d = p4d_offset(pgd, 0);
1186         for (i = 0; i < PTRS_PER_P4D; i++) {
1187                 if (p4d_none(p4d[i]))
1188                         continue;
1189                 xen_cleanmfnmap_p4d(p4d + i, unpin);
1190         }
1191         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_5LEVEL)) {
1192                 set_pgd(pgd, __pgd(0));
1193                 xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(p4d, unpin);
1194         }
1195 }
1196
1197 static void __init xen_pagetable_p2m_free(void)
1198 {
1199         unsigned long size;
1200         unsigned long addr;
1201
1202         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1203
1204         /* No memory or already called. */
1205         if ((unsigned long)xen_p2m_addr == xen_start_info->mfn_list)
1206                 return;
1207
1208         /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
1209         memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);
1210
1211         addr = xen_start_info->mfn_list;
1212         /*
1213          * We could be in __ka space.
1214          * We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
1215          * using the __ka address of xen_start_info or
1216          * xen_start_info->shared_info they are in going to crash. Fortunatly
1217          * we have already revectored in xen_setup_kernel_pagetable and in
1218          * xen_setup_shared_info.
1219          */
1220         size = roundup(size, PMD_SIZE);
1221
1222         if (addr >= __START_KERNEL_map) {
1223                 xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1224                 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
1225                                   sizeof(unsigned long));
1226                 memblock_free(__pa(addr), size);
1227         } else {
1228                 xen_cleanmfnmap(addr);
1229         }
1230 }
1231
1232 static void __init xen_pagetable_cleanhighmap(void)
1233 {
1234         unsigned long size;
1235         unsigned long addr;
1236
1237         /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
1238          * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
1239          * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
1240          * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
1241          * As Xen is aligning the memory end to a 4MB boundary, for good
1242          * measure we also round up to PMD_SIZE * 2 - which means that if
1243          * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
1244          * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
1245          * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
1246         addr = xen_start_info->pt_base;
1247         size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
1248
1249         xen_cleanhighmap(addr, roundup(addr + size, PMD_SIZE * 2));
1250         xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
1251 }
1252 #endif
1253
1254 static void __init xen_pagetable_p2m_setup(void)
1255 {
1256         xen_vmalloc_p2m_tree();
1257
1258 #ifdef CONFIG_X86_64
1259         xen_pagetable_p2m_free();
1260
1261         xen_pagetable_cleanhighmap();
1262 #endif
1263         /* And revector! Bye bye old array */
1264         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
1265 }
1266
1267 static void __init xen_pagetable_init(void)
1268 {
1269         paging_init();
1270         xen_post_allocator_init();
1271
1272         xen_pagetable_p2m_setup();
1273
1274         /* Allocate and initialize top and mid mfn levels for p2m structure */
1275         xen_build_mfn_list_list();
1276
1277         /* Remap memory freed due to conflicts with E820 map */
1278         xen_remap_memory();
1279
1280         xen_setup_shared_info();
1281 }
1282 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1283 {
1284         this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1285 }
1286
1287 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1288 {
1289         return this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1290 }
1291
1292 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1293 {
1294         return this_cpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1295 }
1296
1297 static void xen_flush_tlb(void)
1298 {
1299         struct mmuext_op *op;
1300         struct multicall_space mcs;
1301
1302         trace_xen_mmu_flush_tlb(0);
1303
1304         preempt_disable();
1305
1306         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1307
1308         op = mcs.args;
1309         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1310         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1311
1312         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1313
1314         preempt_enable();
1315 }
1316
1317 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1318 {
1319         struct mmuext_op *op;
1320         struct multicall_space mcs;
1321
1322         trace_xen_mmu_flush_tlb_single(addr);
1323
1324         preempt_disable();
1325
1326         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1327         op = mcs.args;
1328         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1329         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
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_others(const struct cpumask *cpus,
1338                                  const struct flush_tlb_info *info)
1339 {
1340         struct {
1341                 struct mmuext_op op;
1342 #ifdef CONFIG_SMP
1343                 DECLARE_BITMAP(mask, num_processors);
1344 #else
1345                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1346 #endif
1347         } *args;
1348         struct multicall_space mcs;
1349
1350         trace_xen_mmu_flush_tlb_others(cpus, info->mm, info->start, info->end);
1351
1352         if (cpumask_empty(cpus))
1353                 return;         /* nothing to do */
1354
1355         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
1356         args = mcs.args;
1357         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1358
1359         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1360         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1361         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1362
1363         args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1364         if (info->end != TLB_FLUSH_ALL &&
1365             (info->end - info->start) <= PAGE_SIZE) {
1366                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1367                 args->op.arg1.linear_addr = info->start;
1368         }
1369
1370         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1371
1372         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1373 }
1374
1375 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1376 {
1377         return this_cpu_read(xen_cr3);
1378 }
1379
1380 static void set_current_cr3(void *v)
1381 {
1382         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1383 }
1384
1385 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1386 {
1387         struct mmuext_op op;
1388         unsigned long mfn;
1389
1390         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1391
1392         if (cr3)
1393                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1394         else
1395                 mfn = 0;
1396
1397         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1398
1399         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1400         op.arg1.mfn = mfn;
1401
1402         xen_extend_mmuext_op(&op);
1403
1404         if (kernel) {
1405                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1406
1407                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1408                    been submitted. */
1409                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1410         }
1411 }
1412 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1413 {
1414         BUG_ON(preemptible());
1415
1416         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1417
1418         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1419            respect to ipis */
1420         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1421
1422         __xen_write_cr3(true, cr3);
1423
1424 #ifdef CONFIG_X86_64
1425         {
1426                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1427                 if (user_pgd)
1428                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1429                 else
1430                         __xen_write_cr3(false, 0);
1431         }
1432 #endif
1433
1434         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1435 }
1436
1437 #ifdef CONFIG_X86_64
1438 /*
1439  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1440  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1441  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropriate them in the
1442  * init_top_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1443  * the new init_top_pgt - and continue on.
1444  *
1445  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1446  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1447  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1448  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1449  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1450  * at this point.
1451  *
1452  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1453  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1454  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1455  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1456  * hypervisor is in ring 0.
1457  */
1458 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1459 {
1460         BUG_ON(preemptible());
1461
1462         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1463
1464         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1465            respect to ipis */
1466         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1467
1468         __xen_write_cr3(true, cr3);
1469
1470         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1471 }
1472 #endif
1473
1474 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1475 {
1476         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1477         int ret = 0;
1478
1479         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1480
1481 #ifdef CONFIG_X86_64
1482         {
1483                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1484                 pgd_t *user_pgd;
1485
1486                 BUG_ON(page->private != 0);
1487
1488                 ret = -ENOMEM;
1489
1490                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1491                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1492
1493                 if (user_pgd != NULL) {
1494 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
1495                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1496                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1497 #endif
1498                         ret = 0;
1499                 }
1500
1501                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1502         }
1503 #endif
1504         return ret;
1505 }
1506
1507 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1508 {
1509 #ifdef CONFIG_X86_64
1510         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1511
1512         if (user_pgd)
1513                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1514 #endif
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1519  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1520  *
1521  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1522  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1523  * drivers/xen/balloon.c).
1524  *
1525  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1526  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1527  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1528  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1529  * emulating any updates as necessary.
1530  */
1531 __visible pte_t xen_make_pte_init(pteval_t pte)
1532 {
1533 #ifdef CONFIG_X86_64
1534         unsigned long pfn;
1535
1536         /*
1537          * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
1538          * address range must be mapped read-only. This region contains the
1539          * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
1540          * mapped read-only.
1541          */
1542         pfn = (pte & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
1543         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map &&
1544             pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
1545             pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
1546                 pte &= ~_PAGE_RW;
1547 #endif
1548         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
1549         return native_make_pte(pte);
1550 }
1551 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte_init);
1552
1553 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1554 {
1555 #ifdef CONFIG_X86_32
1556         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1557         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY
1558             && pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1559                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1560                                pte_val_ma(pte));
1561 #endif
1562         native_set_pte(ptep, pte);
1563 }
1564
1565 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1566    everything is pinned. */
1567 static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1568 {
1569 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1570         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1571 #endif
1572         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1573         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1574 }
1575
1576 /* Used for pmd and pud */
1577 static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1578 {
1579 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1580         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1581 #endif
1582         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1583 }
1584
1585 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1586    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1587 static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1588 {
1589         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1590         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1591 }
1592
1593 static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1594 {
1595         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1596 }
1597
1598 static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1599 {
1600         struct multicall_space mcs;
1601         struct mmuext_op *op;
1602
1603         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1604         op = mcs.args;
1605         op->cmd = cmd;
1606         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1607
1608         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
1609 }
1610
1611 static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1612 {
1613         struct multicall_space mcs;
1614         unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
1615
1616         mcs = __xen_mc_entry(0);
1617         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
1618                                 pfn_pte(pfn, prot), 0);
1619 }
1620
1621 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1622    attached to a pinned pagetable. */
1623 static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
1624                                     unsigned level)
1625 {
1626         bool pinned = PagePinned(virt_to_page(mm->pgd));
1627
1628         trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);
1629
1630         if (pinned) {
1631                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1632
1633                 SetPagePinned(page);
1634
1635                 if (!PageHighMem(page)) {
1636                         xen_mc_batch();
1637
1638                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
1639
1640                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1641                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1642
1643                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1644                 } else {
1645                         /* make sure there are no stray mappings of
1646                            this page */
1647                         kmap_flush_unused();
1648                 }
1649         }
1650 }
1651
1652 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1653 {
1654         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1655 }
1656
1657 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1658 {
1659         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1660 }
1661
1662 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1663 static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1664 {
1665         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1666         bool pinned = PagePinned(page);
1667
1668         trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);
1669
1670         if (pinned) {
1671                 if (!PageHighMem(page)) {
1672                         xen_mc_batch();
1673
1674                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1675                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1676
1677                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);
1678
1679                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1680                 }
1681                 ClearPagePinned(page);
1682         }
1683 }
1684
1685 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1686 {
1687         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1688 }
1689
1690 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1691 {
1692         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1693 }
1694
1695 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
1696 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1697 {
1698         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1699 }
1700
1701 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1702 {
1703         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1704 }
1705 #endif
1706
1707 void __init xen_reserve_top(void)
1708 {
1709 #ifdef CONFIG_X86_32
1710         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1711         struct xen_platform_parameters pp;
1712
1713         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1714                 top = pp.virt_start;
1715
1716         reserve_top_address(-top);
1717 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1718 }
1719
1720 /*
1721  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1722  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1723  */
1724 static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
1725 {
1726 #ifdef CONFIG_X86_64
1727         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1728 #else
1729         return __va(paddr);
1730 #endif
1731 }
1732
1733 /* Convert a machine address to physical address */
1734 static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
1735 {
1736         phys_addr_t paddr;
1737
1738         maddr &= PTE_PFN_MASK;
1739         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1740
1741         return paddr;
1742 }
1743
1744 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1745 static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
1746 {
1747         return __ka(m2p(maddr));
1748 }
1749
1750 /* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
1751 static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
1752                                        unsigned long flags)
1753 {
1754         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1755         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1756
1757         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1758                 BUG();
1759 }
1760 static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1761 {
1762         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1763 }
1764 #ifdef CONFIG_X86_32
1765 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1766 {
1767         unsigned pmdidx, pteidx;
1768         unsigned ident_pte;
1769         unsigned long pfn;
1770
1771         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1772                                       PAGE_SIZE);
1773
1774         ident_pte = 0;
1775         pfn = 0;
1776         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1777                 pte_t *pte_page;
1778
1779                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1780                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1781                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1782                 else {
1783                         /* Check for free pte pages */
1784                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1785                                 break;
1786
1787                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1788                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1789
1790                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1791                 }
1792
1793                 /* Install mappings */
1794                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1795                         pte_t pte;
1796
1797                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1798                                 max_pfn_mapped = pfn;
1799
1800                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1801                                 continue;
1802
1803                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1804                         pte_page[pteidx] = pte;
1805                 }
1806         }
1807
1808         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1809                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1810
1811         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1812 }
1813 #endif
1814 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1815 {
1816         struct xen_machphys_mapping mapping;
1817
1818         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1819                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1820                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1821         } else {
1822                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1823         }
1824 #ifdef CONFIG_X86_32
1825         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1826                 < machine_to_phys_mapping);
1827 #endif
1828 }
1829
1830 #ifdef CONFIG_X86_64
1831 static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
1832 {
1833         pte_t *pte = v;
1834         int i;
1835
1836         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1837            as ptes. */
1838         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1839                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1840 }
1841 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1842                                  unsigned long addr)
1843 {
1844         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1845                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1846                 clear_page((void *)addr);
1847                 (*pt_base)++;
1848         }
1849         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1850                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1851                 clear_page((void *)addr);
1852                 (*pt_end)--;
1853         }
1854 }
1855 /*
1856  * Set up the initial kernel pagetable.
1857  *
1858  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1859  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1860  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1861  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1862  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1863  * mapping once some sort of allocator has been set up.
1864  */
1865 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1866 {
1867         pud_t *l3;
1868         pmd_t *l2;
1869         unsigned long addr[3];
1870         unsigned long pt_base, pt_end;
1871         unsigned i;
1872
1873         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1874          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1875          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1876          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1877         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
1878                 max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
1879         else
1880                 max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1881
1882         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1883         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1884
1885         /* Zap identity mapping */
1886         init_top_pgt[0] = __pgd(0);
1887
1888         /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1889         /* L4[272] -> level3_ident_pgt  */
1890         /* L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1891         convert_pfn_mfn(init_top_pgt);
1892
1893         /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1894         convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1895         /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt */
1896         /* L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1897         convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1898
1899         /* L3_k[511][506] -> level1_fixmap_pgt */
1900         convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1901
1902         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1903         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1904         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1905
1906         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1907         addr[1] = (unsigned long)l3;
1908         addr[2] = (unsigned long)l2;
1909         /* Graft it onto L4[272][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1910          * Both L4[272][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1911          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1912          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1913          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1914          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1915         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1916         /* Graft it onto L4[511][510] */
1917         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1918
1919         /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
1920         i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
1921         if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
1922                 init_top_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];
1923
1924         /* Make pagetable pieces RO */
1925         set_page_prot(init_top_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1926         set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1927         set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1928         set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1929         set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1930         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1931         set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1932         set_page_prot(level1_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1933
1934         /* Pin down new L4 */
1935         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1936                           PFN_DOWN(__pa_symbol(init_top_pgt)));
1937
1938         /* Unpin Xen-provided one */
1939         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1940
1941         /*
1942          * At this stage there can be no user pgd, and no page structure to
1943          * attach it to, so make sure we just set kernel pgd.
1944          */
1945         xen_mc_batch();
1946         __xen_write_cr3(true, __pa(init_top_pgt));
1947         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1948
1949         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
1950          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
1951          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
1952          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
1953          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
1954          */
1955         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
1956                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
1957
1958         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
1959         xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
1960         xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
1961         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
1962
1963         /* Revector the xen_start_info */
1964         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Read a value from a physical address.
1969  */
1970 static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
1971 {
1972         unsigned long *vaddr;
1973         unsigned long val;
1974
1975         vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
1976         val = *vaddr;
1977         early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
1978         return val;
1979 }
1980
1981 /*
1982  * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
1983  * page tables. Don't rely on big pages being aligned in (guest) physical
1984  * space!
1985  */
1986 static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
1987 {
1988         phys_addr_t pa;
1989         pgd_t pgd;
1990         pud_t pud;
1991         pmd_t pmd;
1992         pte_t pte;
1993
1994         pa = read_cr3_pa();
1995         pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
1996                                                        sizeof(pgd)));
1997         if (!pgd_present(pgd))
1998                 return 0;
1999
2000         pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
2001         pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
2002                                                        sizeof(pud)));
2003         if (!pud_present(pud))
2004                 return 0;
2005         pa = pud_val(pud) & PTE_PFN_MASK;
2006         if (pud_large(pud))
2007                 return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);
2008
2009         pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
2010                                                        sizeof(pmd)));
2011         if (!pmd_present(pmd))
2012                 return 0;
2013         pa = pmd_val(pmd) & PTE_PFN_MASK;
2014         if (pmd_large(pmd))
2015                 return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);
2016
2017         pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
2018                                                        sizeof(pte)));
2019         if (!pte_present(pte))
2020                 return 0;
2021         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
2022
2023         return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
2028  * this area.
2029  */
2030 void __init xen_relocate_p2m(void)
2031 {
2032         phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys, p4d_phys;
2033         unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
2034         int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, n_p4d, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud, idx_p4d;
2035         pte_t *pt;
2036         pmd_t *pmd;
2037         pud_t *pud;
2038         p4d_t *p4d = NULL;
2039         pgd_t *pgd;
2040         unsigned long *new_p2m;
2041         int save_pud;
2042
2043         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
2044         n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
2045         n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
2046         n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
2047         n_pud = roundup(size, P4D_SIZE) >> P4D_SHIFT;
2048         if (PTRS_PER_P4D > 1)
2049                 n_p4d = roundup(size, PGDIR_SIZE) >> PGDIR_SHIFT;
2050         else
2051                 n_p4d = 0;
2052         n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud + n_p4d;
2053
2054         new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
2055         if (!new_area) {
2056                 xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
2057                 BUG();
2058         }
2059
2060         /*
2061          * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
2062          * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
2063          * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
2064          * address depending on the Xen version.
2065          * To avoid any possible virtual address collision, just use
2066          * 2 * PUD_SIZE for the new area.
2067          */
2068         p4d_phys = new_area;
2069         pud_phys = p4d_phys + PFN_PHYS(n_p4d);
2070         pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
2071         pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
2072         p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;
2073
2074         pgd = __va(read_cr3_pa());
2075         new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
2076         idx_p4d = 0;
2077         save_pud = n_pud;
2078         do {
2079                 if (n_p4d > 0) {
2080                         p4d = early_memremap(p4d_phys, PAGE_SIZE);
2081                         clear_page(p4d);
2082                         n_pud = min(save_pud, PTRS_PER_P4D);
2083                 }
2084                 for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
2085                         pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
2086                         clear_page(pud);
2087                         for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
2088                                  idx_pmd++) {
2089                                 pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
2090                                 clear_page(pmd);
2091                                 for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
2092                                          idx_pt++) {
2093                                         pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
2094                                         clear_page(pt);
2095                                         for (idx_pte = 0;
2096                                                  idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
2097                                                  idx_pte++) {
2098                                                 set_pte(pt + idx_pte,
2099                                                                 pfn_pte(p2m_pfn, PAGE_KERNEL));
2100                                                 p2m_pfn++;
2101                                         }
2102                                         n_pte -= PTRS_PER_PTE;
2103                                         early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
2104                                         make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
2105                                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
2106                                                         PFN_DOWN(pt_phys));
2107                                         set_pmd(pmd + idx_pt,
2108                                                         __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys));
2109                                         pt_phys += PAGE_SIZE;
2110                                 }
2111                                 n_pt -= PTRS_PER_PMD;
2112                                 early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
2113                                 make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
2114                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
2115                                                 PFN_DOWN(pmd_phys));
2116                                 set_pud(pud + idx_pmd, __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys));
2117                                 pmd_phys += PAGE_SIZE;
2118                         }
2119                         n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
2120                         early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
2121                         make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
2122                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
2123                         if (n_p4d > 0)
2124                                 set_p4d(p4d + idx_pud, __p4d(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2125                         else
2126                                 set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2127                         pud_phys += PAGE_SIZE;
2128                 }
2129                 if (n_p4d > 0) {
2130                         save_pud -= PTRS_PER_P4D;
2131                         early_memunmap(p4d, PAGE_SIZE);
2132                         make_lowmem_page_readonly(__va(p4d_phys));
2133                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(p4d_phys));
2134                         set_pgd(pgd + 2 + idx_p4d, __pgd(_PAGE_TABLE | p4d_phys));
2135                         p4d_phys += PAGE_SIZE;
2136                 }
2137         } while (++idx_p4d < n_p4d);
2138
2139         /* Now copy the old p2m info to the new area. */
2140         memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
2141         xen_p2m_addr = new_p2m;
2142
2143         /* Release the old p2m list and set new list info. */
2144         p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
2145         BUG_ON(!p2m_pfn);
2146         p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);
2147
2148         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
2149                 pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
2150                 pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
2151                           xen_start_info->nr_p2m_frames;
2152                 set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
2153         } else {
2154                 pfn = p2m_pfn;
2155                 pfn_end = p2m_pfn_end;
2156         }
2157
2158         memblock_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
2159         while (pfn < pfn_end) {
2160                 if (pfn == p2m_pfn) {
2161                         pfn = p2m_pfn_end;
2162                         continue;
2163                 }
2164                 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
2165                 pfn++;
2166         }
2167
2168         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
2169         xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
2170         xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
2171 }
2172
2173 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
2174 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2175 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2176
2177 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
2178 {
2179         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
2180
2181         BUG_ON(read_cr3_pa() != __pa(initial_page_table));
2182         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
2183
2184         /*
2185          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
2186          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
2187          * read-only and then pin it.
2188          *
2189          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
2190          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
2191          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
2192          * swapper_pg_dir.
2193          */
2194         swapper_kernel_pmd =
2195                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2196         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
2197         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2198                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2199         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2200
2201         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
2202         xen_write_cr3(cr3);
2203         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
2204
2205         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
2206                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2207         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2208         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2209
2210         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2211 }
2212
2213 /*
2214  * For 32 bit domains xen_start_info->pt_base is the pgd address which might be
2215  * not the first page table in the page table pool.
2216  * Iterate through the initial page tables to find the real page table base.
2217  */
2218 static phys_addr_t __init xen_find_pt_base(pmd_t *pmd)
2219 {
2220         phys_addr_t pt_base, paddr;
2221         unsigned pmdidx;
2222
2223         pt_base = min(__pa(xen_start_info->pt_base), __pa(pmd));
2224
2225         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++)
2226                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]) && !pmd_large(pmd[pmdidx])) {
2227                         paddr = m2p(pmd[pmdidx].pmd);
2228                         pt_base = min(pt_base, paddr);
2229                 }
2230
2231         return pt_base;
2232 }
2233
2234 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2235 {
2236         pmd_t *kernel_pmd;
2237
2238         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2239
2240         xen_pt_base = xen_find_pt_base(kernel_pmd);
2241         xen_pt_size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
2242
2243         initial_kernel_pmd =
2244                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2245
2246         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(xen_pt_base + xen_pt_size + 512 * 1024);
2247
2248         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2249
2250         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2251
2252         copy_page(initial_page_table, pgd);
2253         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2254                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2255
2256         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2257         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2258         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2259
2260         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2261
2262         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2263                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2264         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2265
2266         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2267 }
2268 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2269
2270 void __init xen_reserve_special_pages(void)
2271 {
2272         phys_addr_t paddr;
2273
2274         memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
2275         if (xen_start_info->store_mfn) {
2276                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
2277                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2278         }
2279         if (!xen_initial_domain()) {
2280                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
2281                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2282         }
2283 }
2284
2285 void __init xen_pt_check_e820(void)
2286 {
2287         if (xen_is_e820_reserved(xen_pt_base, xen_pt_size)) {
2288                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated page table memory conflicts with E820 map\n");
2289                 BUG();
2290         }
2291 }
2292
2293 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2294
2295 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2296 {
2297         pte_t pte;
2298
2299         phys >>= PAGE_SHIFT;
2300
2301         switch (idx) {
2302         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2303         case FIX_RO_IDT:
2304 #ifdef CONFIG_X86_32
2305         case FIX_WP_TEST:
2306 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2307         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2308 # endif
2309 #elif defined(CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION)
2310         case VSYSCALL_PAGE:
2311 #endif
2312         case FIX_TEXT_POKE0:
2313         case FIX_TEXT_POKE1:
2314         case FIX_GDT_REMAP_BEGIN ... FIX_GDT_REMAP_END:
2315                 /* All local page mappings */
2316                 pte = pfn_pte(phys, prot);
2317                 break;
2318
2319 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2320         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
2321                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2322                 break;
2323 #endif
2324
2325 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
2326         case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
2327                 /*
2328                  * We just don't map the IO APIC - all access is via
2329                  * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
2330                  */
2331                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2332                 break;
2333 #endif
2334
2335         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
2336                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
2337                    IO domain */
2338                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2339                 break;
2340
2341         default:
2342                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
2343                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2344                 break;
2345         }
2346
2347         __native_set_fixmap(idx, pte);
2348
2349 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
2350         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
2351            pagetable vsyscall mapping. */
2352         if (idx == VSYSCALL_PAGE) {
2353                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
2354                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
2355         }
2356 #endif
2357 }
2358
2359 static void __init xen_post_allocator_init(void)
2360 {
2361         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
2362         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
2363         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
2364 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2365         pv_mmu_ops.set_p4d = xen_set_p4d;
2366 #endif
2367
2368         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2369            (which it hasn't) */
2370         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2371         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2372         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
2373         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
2374 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2375         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2376         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
2377 #endif
2378         pv_mmu_ops.make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte);
2379
2380 #ifdef CONFIG_X86_64
2381         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2382         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
2383 #endif
2384         xen_mark_init_mm_pinned();
2385 }
2386
2387 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2388 {
2389         preempt_disable();
2390         xen_mc_flush();
2391         paravirt_leave_lazy_mmu();
2392         preempt_enable();
2393 }
2394
2395 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2396         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2397         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2398
2399         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2400         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2401
2402         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2403         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2404         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
2405         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2406
2407         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2408         .pgd_free = xen_pgd_free,
2409
2410         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2411         .release_pte = xen_release_pte_init,
2412         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2413         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2414
2415         .set_pte = xen_set_pte_init,
2416         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2417         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2418
2419         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2420         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2421
2422         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2423         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2424
2425         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte_init),
2426         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2427
2428 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2429         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2430         .pte_clear = xen_pte_clear,
2431         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2432 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2433         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2434
2435         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2436         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2437
2438 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
2439         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2440         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2441         .set_p4d = xen_set_p4d_hyper,
2442
2443         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2444         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2445 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 4 */
2446
2447         .activate_mm = xen_activate_mm,
2448         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2449         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2450
2451         .lazy_mode = {
2452                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2453                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2454                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2455         },
2456
2457         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2458 };
2459
2460 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2461 {
2462         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2463
2464         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2465
2466         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2467 }
2468
2469 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2470 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2471 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2472
2473 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2474 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2475                                 unsigned long *in_frames,
2476                                 unsigned long *out_frames)
2477 {
2478         int i;
2479         struct multicall_space mcs;
2480
2481         xen_mc_batch();
2482         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2483                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2484
2485                 if (in_frames)
2486                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2487
2488                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2489                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2490
2491                 if (out_frames)
2492                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2493         }
2494         xen_mc_issue(0);
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2499  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2500  * mfn.
2501  */
2502 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2503                                      unsigned long *mfns,
2504                                      unsigned long first_mfn)
2505 {
2506         unsigned i, limit;
2507         unsigned long mfn;
2508
2509         xen_mc_batch();
2510
2511         limit = 1u << order;
2512         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2513                 struct multicall_space mcs;
2514                 unsigned flags;
2515
2516                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2517                 if (mfns)
2518                         mfn = mfns[i];
2519                 else
2520                         mfn = first_mfn + i;
2521
2522                 if (i < (limit - 1))
2523                         flags = 0;
2524                 else {
2525                         if (order == 0)
2526                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2527                         else
2528                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2529                 }
2530
2531                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2532                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2533
2534                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2535         }
2536
2537         xen_mc_issue(0);
2538 }
2539
2540 /*
2541  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2542  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2543  * input, and populates mfns as output.
2544  *
2545  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2546  * satisfy the request or not.
2547  */
2548 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2549                                unsigned long *pfns_in,
2550                                unsigned long extents_out,
2551                                unsigned int order_out,
2552                                unsigned long *mfns_out,
2553                                unsigned int address_bits)
2554 {
2555         long rc;
2556         int success;
2557
2558         struct xen_memory_exchange exchange = {
2559                 .in = {
2560                         .nr_extents   = extents_in,
2561                         .extent_order = order_in,
2562                         .extent_start = pfns_in,
2563                         .domid        = DOMID_SELF
2564                 },
2565                 .out = {
2566                         .nr_extents   = extents_out,
2567                         .extent_order = order_out,
2568                         .extent_start = mfns_out,
2569                         .address_bits = address_bits,
2570                         .domid        = DOMID_SELF
2571                 }
2572         };
2573
2574         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2575
2576         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2577         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2578
2579         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2580         BUG_ON(success && (rc != 0));
2581
2582         return success;
2583 }
2584
2585 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2586                                  unsigned int address_bits,
2587                                  dma_addr_t *dma_handle)
2588 {
2589         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2590         unsigned long  flags;
2591         int            success;
2592         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2593
2594         /*
2595          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2596          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2597          * this function are redundant and can be ignored.
2598          */
2599
2600         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2601                 return -ENOMEM;
2602
2603         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2604
2605         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2606
2607         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2608         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2609
2610         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2611         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2612         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2613                                       1, order, &out_frame,
2614                                       address_bits);
2615
2616         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2617         if (success)
2618                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2619         else
2620                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2621
2622         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2623
2624         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2625         return success ? 0 : -ENOMEM;
2626 }
2627 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2628
2629 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2630 {
2631         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2632         unsigned long  flags;
2633         int success;
2634         unsigned long vstart;
2635
2636         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2637                 return;
2638
2639         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2640         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2641
2642         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2643
2644         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2645         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2646
2647         /* 2. Zap current PTEs. */
2648         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2649
2650         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2651         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2652                                         0, out_frames, 0);
2653
2654         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2655         if (success)
2656                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2657         else
2658                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2659
2660         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2661 }
2662 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2663
2664 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
2665 phys_addr_t paddr_vmcoreinfo_note(void)
2666 {
2667         if (xen_pv_domain())
2668                 return virt_to_machine(vmcoreinfo_note).maddr;
2669         else
2670                 return __pa(vmcoreinfo_note);
2671 }
2672 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */