Linux-libre 3.16.85-gnu
[librecmc/linux-libre.git] / arch / x86 / xen / mmu.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.h>
42 #include <linux/highmem.h>
43 #include <linux/debugfs.h>
44 #include <linux/bug.h>
45 #include <linux/vmalloc.h>
46 #include <linux/module.h>
47 #include <linux/gfp.h>
48 #include <linux/memblock.h>
49 #include <linux/seq_file.h>
50 #include <linux/crash_dump.h>
51
52 #include <trace/events/xen.h>
53
54 #include <asm/pgtable.h>
55 #include <asm/tlbflush.h>
56 #include <asm/fixmap.h>
57 #include <asm/mmu_context.h>
58 #include <asm/setup.h>
59 #include <asm/paravirt.h>
60 #include <asm/e820.h>
61 #include <asm/linkage.h>
62 #include <asm/page.h>
63 #include <asm/init.h>
64 #include <asm/pat.h>
65 #include <asm/smp.h>
66
67 #include <asm/xen/hypercall.h>
68 #include <asm/xen/hypervisor.h>
69
70 #include <xen/xen.h>
71 #include <xen/page.h>
72 #include <xen/interface/xen.h>
73 #include <xen/interface/hvm/hvm_op.h>
74 #include <xen/interface/version.h>
75 #include <xen/interface/memory.h>
76 #include <xen/hvc-console.h>
77
78 #include "multicalls.h"
79 #include "mmu.h"
80 #include "debugfs.h"
81
82 /*
83  * Protects atomic reservation decrease/increase against concurrent increases.
84  * Also protects non-atomic updates of current_pages and balloon lists.
85  */
86 DEFINE_SPINLOCK(xen_reservation_lock);
87
88 #ifdef CONFIG_X86_32
89 /*
90  * Identity map, in addition to plain kernel map.  This needs to be
91  * large enough to allocate page table pages to allocate the rest.
92  * Each page can map 2MB.
93  */
94 #define LEVEL1_IDENT_ENTRIES    (PTRS_PER_PTE * 4)
95 static RESERVE_BRK_ARRAY(pte_t, level1_ident_pgt, LEVEL1_IDENT_ENTRIES);
96 #endif
97 #ifdef CONFIG_X86_64
98 /* l3 pud for userspace vsyscall mapping */
99 static pud_t level3_user_vsyscall[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
100 #endif /* CONFIG_X86_64 */
101
102 /*
103  * Note about cr3 (pagetable base) values:
104  *
105  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
106  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
107  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
108  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
109  * be self-consistent.
110  *
111  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
112  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
113  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
114  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
115  */
116 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
117 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
118
119
120 /*
121  * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
122  * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
123  */
124 #define USER_LIMIT      ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)
125
126 unsigned long arbitrary_virt_to_mfn(void *vaddr)
127 {
128         xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(vaddr);
129
130         return PFN_DOWN(maddr.maddr);
131 }
132
133 xmaddr_t arbitrary_virt_to_machine(void *vaddr)
134 {
135         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
136         unsigned int level;
137         pte_t *pte;
138         unsigned offset;
139
140         /*
141          * if the PFN is in the linear mapped vaddr range, we can just use
142          * the (quick) virt_to_machine() p2m lookup
143          */
144         if (virt_addr_valid(vaddr))
145                 return virt_to_machine(vaddr);
146
147         /* otherwise we have to do a (slower) full page-table walk */
148
149         pte = lookup_address(address, &level);
150         BUG_ON(pte == NULL);
151         offset = address & ~PAGE_MASK;
152         return XMADDR(((phys_addr_t)pte_mfn(*pte) << PAGE_SHIFT) + offset);
153 }
154 EXPORT_SYMBOL_GPL(arbitrary_virt_to_machine);
155
156 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
157 {
158         pte_t *pte, ptev;
159         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
160         unsigned int level;
161
162         pte = lookup_address(address, &level);
163         if (pte == NULL)
164                 return;         /* vaddr missing */
165
166         ptev = pte_wrprotect(*pte);
167
168         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
169                 BUG();
170 }
171
172 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
173 {
174         pte_t *pte, ptev;
175         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
176         unsigned int level;
177
178         pte = lookup_address(address, &level);
179         if (pte == NULL)
180                 return;         /* vaddr missing */
181
182         ptev = pte_mkwrite(*pte);
183
184         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
185                 BUG();
186 }
187
188
189 static bool xen_page_pinned(void *ptr)
190 {
191         struct page *page = virt_to_page(ptr);
192
193         return PagePinned(page);
194 }
195
196 void xen_set_domain_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval, unsigned domid)
197 {
198         struct multicall_space mcs;
199         struct mmu_update *u;
200
201         trace_xen_mmu_set_domain_pte(ptep, pteval, domid);
202
203         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*u));
204         u = mcs.args;
205
206         /* ptep might be kmapped when using 32-bit HIGHPTE */
207         u->ptr = virt_to_machine(ptep).maddr;
208         u->val = pte_val_ma(pteval);
209
210         MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, domid);
211
212         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
213 }
214 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_set_domain_pte);
215
216 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
217 {
218         struct multicall_space mcs;
219         struct mmu_update *u;
220
221         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
222
223         if (mcs.mc != NULL) {
224                 mcs.mc->args[1]++;
225         } else {
226                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
227                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
228         }
229
230         u = mcs.args;
231         *u = *update;
232 }
233
234 static void xen_extend_mmuext_op(const struct mmuext_op *op)
235 {
236         struct multicall_space mcs;
237         struct mmuext_op *u;
238
239         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmuext_op, sizeof(*u));
240
241         if (mcs.mc != NULL) {
242                 mcs.mc->args[1]++;
243         } else {
244                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
245                 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
246         }
247
248         u = mcs.args;
249         *u = *op;
250 }
251
252 static void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
253 {
254         struct mmu_update u;
255
256         preempt_disable();
257
258         xen_mc_batch();
259
260         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
261         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
262         u.val = pmd_val_ma(val);
263         xen_extend_mmu_update(&u);
264
265         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
266
267         preempt_enable();
268 }
269
270 static void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
271 {
272         trace_xen_mmu_set_pmd(ptr, val);
273
274         /* If page is not pinned, we can just update the entry
275            directly */
276         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
277                 *ptr = val;
278                 return;
279         }
280
281         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
282 }
283
284 /*
285  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
286  * and protection flags for that frame.
287  */
288 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
289 {
290         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
291 }
292
293 static bool xen_batched_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
294 {
295         struct mmu_update u;
296
297         if (paravirt_get_lazy_mode() != PARAVIRT_LAZY_MMU)
298                 return false;
299
300         xen_mc_batch();
301
302         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
303         u.val = pte_val_ma(pteval);
304         xen_extend_mmu_update(&u);
305
306         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
307
308         return true;
309 }
310
311 static inline void __xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
312 {
313         if (!xen_batched_set_pte(ptep, pteval)) {
314                 /*
315                  * Could call native_set_pte() here and trap and
316                  * emulate the PTE write but with 32-bit guests this
317                  * needs two traps (one for each of the two 32-bit
318                  * words in the PTE) so do one hypercall directly
319                  * instead.
320                  */
321                 struct mmu_update u;
322
323                 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
324                 u.val = pte_val_ma(pteval);
325                 HYPERVISOR_mmu_update(&u, 1, NULL, DOMID_SELF);
326         }
327 }
328
329 static void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
330 {
331         trace_xen_mmu_set_pte(ptep, pteval);
332         __xen_set_pte(ptep, pteval);
333 }
334
335 static void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
336                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
337 {
338         trace_xen_mmu_set_pte_at(mm, addr, ptep, pteval);
339         __xen_set_pte(ptep, pteval);
340 }
341
342 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
343                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
344 {
345         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
346         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_start(mm, addr, ptep, *ptep);
347         return *ptep;
348 }
349
350 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
351                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
352 {
353         struct mmu_update u;
354
355         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_commit(mm, addr, ptep, pte);
356         xen_mc_batch();
357
358         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
359         u.val = pte_val_ma(pte);
360         xen_extend_mmu_update(&u);
361
362         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
363 }
364
365 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
366 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
367 {
368         if (val & _PAGE_PRESENT) {
369                 unsigned long mfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
370                 unsigned long pfn = mfn_to_pfn(mfn);
371
372                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
373                 if (unlikely(pfn == ~0))
374                         val = flags & ~_PAGE_PRESENT;
375                 else
376                         val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
377         }
378
379         return val;
380 }
381
382 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
383 {
384         if (val & _PAGE_PRESENT) {
385                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
386                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
387                 unsigned long mfn;
388
389                 if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
390                         mfn = get_phys_to_machine(pfn);
391                 else
392                         mfn = pfn;
393                 /*
394                  * If there's no mfn for the pfn, then just create an
395                  * empty non-present pte.  Unfortunately this loses
396                  * information about the original pfn, so
397                  * pte_mfn_to_pfn is asymmetric.
398                  */
399                 if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY)) {
400                         mfn = 0;
401                         flags = 0;
402                 } else {
403                         /*
404                          * Paramount to do this test _after_ the
405                          * INVALID_P2M_ENTRY as INVALID_P2M_ENTRY &
406                          * IDENTITY_FRAME_BIT resolves to true.
407                          */
408                         mfn &= ~FOREIGN_FRAME_BIT;
409                         if (mfn & IDENTITY_FRAME_BIT) {
410                                 mfn &= ~IDENTITY_FRAME_BIT;
411                                 flags |= _PAGE_IOMAP;
412                         }
413                 }
414                 val = ((pteval_t)mfn << PAGE_SHIFT) | flags;
415         }
416
417         return val;
418 }
419
420 static pteval_t iomap_pte(pteval_t val)
421 {
422         if (val & _PAGE_PRESENT) {
423                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
424                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
425
426                 /* We assume the pte frame number is a MFN, so
427                    just use it as-is. */
428                 val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
429         }
430
431         return val;
432 }
433
434 __visible pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
435 {
436         pteval_t pteval = pte.pte;
437 #if 0
438         /* If this is a WC pte, convert back from Xen WC to Linux WC */
439         if ((pteval & (_PAGE_PAT | _PAGE_PCD | _PAGE_PWT)) == _PAGE_PAT) {
440                 WARN_ON(!pat_enabled);
441                 pteval = (pteval & ~_PAGE_PAT) | _PAGE_PWT;
442         }
443 #endif
444         if (xen_initial_domain() && (pteval & _PAGE_IOMAP))
445                 return pteval;
446
447         return pte_mfn_to_pfn(pteval);
448 }
449 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
450
451 __visible pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
452 {
453         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
454 }
455 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
456
457 /*
458  * Xen's PAT setup is part of its ABI, though I assume entries 6 & 7
459  * are reserved for now, to correspond to the Intel-reserved PAT
460  * types.
461  *
462  * We expect Linux's PAT set as follows:
463  *
464  * Idx  PTE flags        Linux    Xen    Default
465  * 0                     WB       WB     WB
466  * 1            PWT      WC       WT     WT
467  * 2        PCD          UC-      UC-    UC-
468  * 3        PCD PWT      UC       UC     UC
469  * 4    PAT              WB       WC     WB
470  * 5    PAT     PWT      WC       WP     WT
471  * 6    PAT PCD          UC-      rsv    UC-
472  * 7    PAT PCD PWT      UC       rsv    UC
473  */
474
475 void xen_set_pat(u64 pat)
476 {
477         /* We expect Linux to use a PAT setting of
478          * UC UC- WC WB (ignoring the PAT flag) */
479         WARN_ON(pat != 0x0007010600070106ull);
480 }
481
482 __visible pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
483 {
484         phys_addr_t addr = (pte & PTE_PFN_MASK);
485 #if 0
486         /* If Linux is trying to set a WC pte, then map to the Xen WC.
487          * If _PAGE_PAT is set, then it probably means it is really
488          * _PAGE_PSE, so avoid fiddling with the PAT mapping and hope
489          * things work out OK...
490          *
491          * (We should never see kernel mappings with _PAGE_PSE set,
492          * but we could see hugetlbfs mappings, I think.).
493          */
494         if (pat_enabled && !WARN_ON(pte & _PAGE_PAT)) {
495                 if ((pte & (_PAGE_PCD | _PAGE_PWT)) == _PAGE_PWT)
496                         pte = (pte & ~(_PAGE_PCD | _PAGE_PWT)) | _PAGE_PAT;
497         }
498 #endif
499         /*
500          * Unprivileged domains are allowed to do IOMAPpings for
501          * PCI passthrough, but not map ISA space.  The ISA
502          * mappings are just dummy local mappings to keep other
503          * parts of the kernel happy.
504          */
505         if (unlikely(pte & _PAGE_IOMAP) &&
506             (xen_initial_domain() || addr >= ISA_END_ADDRESS)) {
507                 pte = iomap_pte(pte);
508         } else {
509                 pte &= ~_PAGE_IOMAP;
510                 pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
511         }
512
513         return native_make_pte(pte);
514 }
515 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
516
517 __visible pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
518 {
519         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
520         return native_make_pgd(pgd);
521 }
522 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
523
524 __visible pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
525 {
526         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
527 }
528 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
529
530 static void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
531 {
532         struct mmu_update u;
533
534         preempt_disable();
535
536         xen_mc_batch();
537
538         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
539         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
540         u.val = pud_val_ma(val);
541         xen_extend_mmu_update(&u);
542
543         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
544
545         preempt_enable();
546 }
547
548 static void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
549 {
550         trace_xen_mmu_set_pud(ptr, val);
551
552         /* If page is not pinned, we can just update the entry
553            directly */
554         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
555                 *ptr = val;
556                 return;
557         }
558
559         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
560 }
561
562 #ifdef CONFIG_X86_PAE
563 static void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
564 {
565         trace_xen_mmu_set_pte_atomic(ptep, pte);
566         set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
567 }
568
569 static void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
570 {
571         trace_xen_mmu_pte_clear(mm, addr, ptep);
572         if (!xen_batched_set_pte(ptep, native_make_pte(0)))
573                 native_pte_clear(mm, addr, ptep);
574 }
575
576 static void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
577 {
578         trace_xen_mmu_pmd_clear(pmdp);
579         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
580 }
581 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
582
583 __visible pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
584 {
585         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
586         return native_make_pmd(pmd);
587 }
588 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
589
590 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
591 __visible pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
592 {
593         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
594 }
595 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
596
597 __visible pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
598 {
599         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
600
601         return native_make_pud(pud);
602 }
603 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
604
605 static pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
606 {
607         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
608         unsigned offset = pgd - pgd_page;
609         pgd_t *user_ptr = NULL;
610
611         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
612                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
613                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
614                 if (user_ptr)
615                         user_ptr += offset;
616         }
617
618         return user_ptr;
619 }
620
621 static void __xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
622 {
623         struct mmu_update u;
624
625         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
626         u.val = pgd_val_ma(val);
627         xen_extend_mmu_update(&u);
628 }
629
630 /*
631  * Raw hypercall-based set_pgd, intended for in early boot before
632  * there's a page structure.  This implies:
633  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
634  *  2. It is always pinned
635  *  3. It has no user pagetable attached to it
636  */
637 static void __init xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
638 {
639         preempt_disable();
640
641         xen_mc_batch();
642
643         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
644
645         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
646
647         preempt_enable();
648 }
649
650 static void xen_set_pgd(pgd_t *ptr, pgd_t val)
651 {
652         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd(ptr);
653
654         trace_xen_mmu_set_pgd(ptr, user_ptr, val);
655
656         /* If page is not pinned, we can just update the entry
657            directly */
658         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
659                 *ptr = val;
660                 if (user_ptr) {
661                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
662                         *user_ptr = val;
663                 }
664                 return;
665         }
666
667         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
668            user updates together. */
669         xen_mc_batch();
670
671         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
672         if (user_ptr)
673                 __xen_set_pgd_hyper(user_ptr, val);
674
675         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
676 }
677 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS == 4 */
678
679 /*
680  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
681  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
682  * callback function on each page it finds making up the page table,
683  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
684  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
685  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
686  * FIXADDR_TOP.
687  *
688  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
689  * because then we start getting into Xen's ptes.
690  *
691  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
692  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
693  */
694 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
695                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
696                                       enum pt_level),
697                           unsigned long limit)
698 {
699         int flush = 0;
700         unsigned hole_low, hole_high;
701         unsigned pgdidx_limit, pudidx_limit, pmdidx_limit;
702         unsigned pgdidx, pudidx, pmdidx;
703
704         /* The limit is the last byte to be touched */
705         limit--;
706         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
707
708         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
709                 return 0;
710
711         /*
712          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
713          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
714          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
715          */
716         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
717         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
718
719         pgdidx_limit = pgd_index(limit);
720 #if PTRS_PER_PUD > 1
721         pudidx_limit = pud_index(limit);
722 #else
723         pudidx_limit = 0;
724 #endif
725 #if PTRS_PER_PMD > 1
726         pmdidx_limit = pmd_index(limit);
727 #else
728         pmdidx_limit = 0;
729 #endif
730
731         for (pgdidx = 0; pgdidx <= pgdidx_limit; pgdidx++) {
732                 pud_t *pud;
733
734                 if (pgdidx >= hole_low && pgdidx < hole_high)
735                         continue;
736
737                 if (!pgd_val(pgd[pgdidx]))
738                         continue;
739
740                 pud = pud_offset(&pgd[pgdidx], 0);
741
742                 if (PTRS_PER_PUD > 1) /* not folded */
743                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
744
745                 for (pudidx = 0; pudidx < PTRS_PER_PUD; pudidx++) {
746                         pmd_t *pmd;
747
748                         if (pgdidx == pgdidx_limit &&
749                             pudidx > pudidx_limit)
750                                 goto out;
751
752                         if (pud_none(pud[pudidx]))
753                                 continue;
754
755                         pmd = pmd_offset(&pud[pudidx], 0);
756
757                         if (PTRS_PER_PMD > 1) /* not folded */
758                                 flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
759
760                         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++) {
761                                 struct page *pte;
762
763                                 if (pgdidx == pgdidx_limit &&
764                                     pudidx == pudidx_limit &&
765                                     pmdidx > pmdidx_limit)
766                                         goto out;
767
768                                 if (pmd_none(pmd[pmdidx]))
769                                         continue;
770
771                                 pte = pmd_page(pmd[pmdidx]);
772                                 flush |= (*func)(mm, pte, PT_PTE);
773                         }
774                 }
775         }
776
777 out:
778         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
779            a cue to do final things like tlb flushes. */
780         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
781
782         return flush;
783 }
784
785 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
786                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
787                                     enum pt_level),
788                         unsigned long limit)
789 {
790         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
791 }
792
793 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
794    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
795 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
796 {
797         spinlock_t *ptl = NULL;
798
799 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
800         ptl = ptlock_ptr(page);
801         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
802 #endif
803
804         return ptl;
805 }
806
807 static void xen_pte_unlock(void *v)
808 {
809         spinlock_t *ptl = v;
810         spin_unlock(ptl);
811 }
812
813 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
814 {
815         struct mmuext_op op;
816
817         op.cmd = level;
818         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
819
820         xen_extend_mmuext_op(&op);
821 }
822
823 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
824                         enum pt_level level)
825 {
826         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
827         int flush;
828
829         if (pgfl)
830                 flush = 0;              /* already pinned */
831         else if (PageHighMem(page))
832                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
833                    highpage */
834                 flush = 1;
835         else {
836                 void *pt = lowmem_page_address(page);
837                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
838                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
839                 spinlock_t *ptl;
840
841                 flush = 0;
842
843                 /*
844                  * We need to hold the pagetable lock between the time
845                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
846                  * it.  If we don't, then other users may come in and
847                  * attempt to update the pagetable by writing it,
848                  * which will fail because the memory is RO but not
849                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
850                  *
851                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
852                  * entire pagetable's worth of locks during the
853                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
854                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
855                  * page while holding the lock.  This means the number
856                  * of locks we end up holding is never more than a
857                  * batch size (~32 entries, at present).
858                  *
859                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
860                  * the PTE pages independently, because we're
861                  * protected by the overall pagetable lock.
862                  */
863                 ptl = NULL;
864                 if (level == PT_PTE)
865                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
866
867                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
868                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
869                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
870
871                 if (ptl) {
872                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
873
874                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
875                            is completed. */
876                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
877                 }
878         }
879
880         return flush;
881 }
882
883 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
884    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
885    read-only, and can be pinned. */
886 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
887 {
888         trace_xen_mmu_pgd_pin(mm, pgd);
889
890         xen_mc_batch();
891
892         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
893                 /* re-enable interrupts for flushing */
894                 xen_mc_issue(0);
895
896                 kmap_flush_unused();
897
898                 xen_mc_batch();
899         }
900
901 #ifdef CONFIG_X86_64
902         {
903                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
904
905                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
906
907                 if (user_pgd) {
908                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
909                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
910                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
911                 }
912         }
913 #else /* CONFIG_X86_32 */
914 #ifdef CONFIG_X86_PAE
915         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
916         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
917                      PT_PMD);
918 #endif
919         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
920 #endif /* CONFIG_X86_64 */
921         xen_mc_issue(0);
922 }
923
924 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
925 {
926         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
927 }
928
929 /*
930  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
931  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
932  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
933  * process is under construction or destruction).
934  *
935  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
936  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
937  * matter all that much.
938  */
939 void xen_mm_pin_all(void)
940 {
941         struct page *page;
942
943         spin_lock(&pgd_lock);
944
945         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
946                 if (!PagePinned(page)) {
947                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
948                         SetPageSavePinned(page);
949                 }
950         }
951
952         spin_unlock(&pgd_lock);
953 }
954
955 /*
956  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
957  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
958  * the book-keeping now.
959  */
960 static int __init xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
961                                   enum pt_level level)
962 {
963         SetPagePinned(page);
964         return 0;
965 }
966
967 static void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
968 {
969         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
970 }
971
972 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
973                           enum pt_level level)
974 {
975         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
976
977         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
978                 void *pt = lowmem_page_address(page);
979                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
980                 spinlock_t *ptl = NULL;
981                 struct multicall_space mcs;
982
983                 /*
984                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
985                  * pte locks, we must be holding the lock for while
986                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
987                  * concurrent updates from seeing it in this
988                  * partially-pinned state.
989                  */
990                 if (level == PT_PTE) {
991                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
992
993                         if (ptl)
994                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
995                 }
996
997                 mcs = __xen_mc_entry(0);
998
999                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
1000                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
1001                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
1002
1003                 if (ptl) {
1004                         /* unlock when batch completed */
1005                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
1006                 }
1007         }
1008
1009         return 0;               /* never need to flush on unpin */
1010 }
1011
1012 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
1013 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1014 {
1015         trace_xen_mmu_pgd_unpin(mm, pgd);
1016
1017         xen_mc_batch();
1018
1019         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1020
1021 #ifdef CONFIG_X86_64
1022         {
1023                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1024
1025                 if (user_pgd) {
1026                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
1027                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
1028                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
1029                 }
1030         }
1031 #endif
1032
1033 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1034         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
1035         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
1036                        PT_PMD);
1037 #endif
1038
1039         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
1040
1041         xen_mc_issue(0);
1042 }
1043
1044 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
1045 {
1046         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
1047 }
1048
1049 /*
1050  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
1051  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
1052  */
1053 void xen_mm_unpin_all(void)
1054 {
1055         struct page *page;
1056
1057         spin_lock(&pgd_lock);
1058
1059         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1060                 if (PageSavePinned(page)) {
1061                         BUG_ON(!PagePinned(page));
1062                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
1063                         ClearPageSavePinned(page);
1064                 }
1065         }
1066
1067         spin_unlock(&pgd_lock);
1068 }
1069
1070 static void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
1071 {
1072         spin_lock(&next->page_table_lock);
1073         xen_pgd_pin(next);
1074         spin_unlock(&next->page_table_lock);
1075 }
1076
1077 static void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
1078 {
1079         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1080         xen_pgd_pin(mm);
1081         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1082 }
1083
1084
1085 #ifdef CONFIG_SMP
1086 /* Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
1087    we need to repoint it somewhere else before we can unpin it. */
1088 static void drop_other_mm_ref(void *info)
1089 {
1090         struct mm_struct *mm = info;
1091         struct mm_struct *active_mm;
1092
1093         active_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.active_mm);
1094
1095         if (active_mm == mm && this_cpu_read(cpu_tlbstate.state) != TLBSTATE_OK)
1096                 leave_mm(smp_processor_id());
1097
1098         /* If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
1099            it has been flushed. */
1100         if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
1101                 load_cr3(swapper_pg_dir);
1102 }
1103
1104 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1105 {
1106         cpumask_var_t mask;
1107         unsigned cpu;
1108
1109         if (current->active_mm == mm) {
1110                 if (current->mm == mm)
1111                         load_cr3(swapper_pg_dir);
1112                 else
1113                         leave_mm(smp_processor_id());
1114         }
1115
1116         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
1117         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
1118                 for_each_online_cpu(cpu) {
1119                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, mm_cpumask(mm))
1120                             && per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
1121                                 continue;
1122                         smp_call_function_single(cpu, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1123                 }
1124                 return;
1125         }
1126         cpumask_copy(mask, mm_cpumask(mm));
1127
1128         /* It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
1129            cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
1130            its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
1131            look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1132            if needed. */
1133         for_each_online_cpu(cpu) {
1134                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1135                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1136         }
1137
1138         if (!cpumask_empty(mask))
1139                 smp_call_function_many(mask, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1140         free_cpumask_var(mask);
1141 }
1142 #else
1143 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1144 {
1145         if (current->active_mm == mm)
1146                 load_cr3(swapper_pg_dir);
1147 }
1148 #endif
1149
1150 /*
1151  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1152  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1153  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1154  * hypervisor, which is moderately expensive.
1155  *
1156  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1157  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1158  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1159  *
1160  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1161  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1162  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1163  */
1164 static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1165 {
1166         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1167         xen_drop_mm_ref(mm);
1168         put_cpu();
1169
1170         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1171
1172         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1173         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1174                 xen_pgd_unpin(mm);
1175
1176         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1177 }
1178
1179 static void xen_post_allocator_init(void);
1180
1181 #ifdef CONFIG_X86_64
1182 static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
1183                                     unsigned long vaddr_end)
1184 {
1185         unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
1186         pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);
1187
1188         /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
1189          * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
1190         for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PTRS_PER_PMD));
1191                         pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
1192                 if (pmd_none(*pmd))
1193                         continue;
1194                 if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
1195                         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1196         }
1197         /* In case we did something silly, we should crash in this function
1198          * instead of somewhere later and be confusing. */
1199         xen_mc_flush();
1200 }
1201 static void __init xen_pagetable_p2m_copy(void)
1202 {
1203         unsigned long size;
1204         unsigned long addr;
1205         unsigned long new_mfn_list;
1206
1207         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1208                 return;
1209
1210         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1211
1212         new_mfn_list = xen_revector_p2m_tree();
1213         /* No memory or already called. */
1214         if (!new_mfn_list || new_mfn_list == xen_start_info->mfn_list)
1215                 return;
1216
1217         /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
1218         memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);
1219
1220         /* We should be in __ka space. */
1221         BUG_ON(xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map);
1222         addr = xen_start_info->mfn_list;
1223         /* We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
1224          * using the __ka address of xen_start_info or xen_start_info->shared_info
1225          * they are in going to crash. Fortunatly we have already revectored
1226          * in xen_setup_kernel_pagetable and in xen_setup_shared_info. */
1227         size = roundup(size, PMD_SIZE);
1228         xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1229
1230         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1231         memblock_free(__pa(xen_start_info->mfn_list), size);
1232         /* And revector! Bye bye old array */
1233         xen_start_info->mfn_list = new_mfn_list;
1234
1235         /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
1236          * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
1237          * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
1238          * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
1239          * For good measure we also round up to the PMD - which means that if
1240          * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
1241          * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
1242          * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
1243         addr = xen_start_info->pt_base;
1244         size = roundup(xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE, PMD_SIZE);
1245
1246         xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1247         xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
1248 #ifdef DEBUG
1249         /* This is superflous and is not neccessary, but you know what
1250          * lets do it. The MODULES_VADDR -> MODULES_END should be clear of
1251          * anything at this stage. */
1252         xen_cleanhighmap(MODULES_VADDR, roundup(MODULES_VADDR, PUD_SIZE) - 1);
1253 #endif
1254 }
1255 #endif
1256
1257 static void __init xen_pagetable_init(void)
1258 {
1259         paging_init();
1260         xen_setup_shared_info();
1261 #ifdef CONFIG_X86_64
1262         xen_pagetable_p2m_copy();
1263 #endif
1264         xen_post_allocator_init();
1265 }
1266 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1267 {
1268         this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1269 }
1270
1271 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1272 {
1273         return this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1274 }
1275
1276 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1277 {
1278         return this_cpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1279 }
1280
1281 void xen_flush_tlb_all(void)
1282 {
1283         struct mmuext_op *op;
1284         struct multicall_space mcs;
1285
1286         preempt_disable();
1287
1288         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1289
1290         op = mcs.args;
1291         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_ALL;
1292         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1293
1294         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1295
1296         preempt_enable();
1297 }
1298 static noinline void xen_flush_tlb(void)
1299 {
1300         struct mmuext_op *op;
1301         struct multicall_space mcs;
1302
1303         preempt_disable();
1304
1305         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1306
1307         op = mcs.args;
1308         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1309         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1310
1311         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1312
1313         preempt_enable();
1314 }
1315
1316 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1317 {
1318         struct mmuext_op *op;
1319         struct multicall_space mcs;
1320
1321         trace_xen_mmu_flush_tlb_single(addr);
1322
1323         preempt_disable();
1324
1325         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1326         op = mcs.args;
1327         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1328         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1329         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1330
1331         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1332
1333         preempt_enable();
1334 }
1335
1336 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1337                                  struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1338                                  unsigned long end)
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, mm, start, 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 (end != TLB_FLUSH_ALL && (end - start) <= PAGE_SIZE) {
1365                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1366                 args->op.arg1.linear_addr = start;
1367         }
1368
1369         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1370
1371         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1372 }
1373
1374 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1375 {
1376         return this_cpu_read(xen_cr3);
1377 }
1378
1379 static void set_current_cr3(void *v)
1380 {
1381         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1382 }
1383
1384 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1385 {
1386         struct mmuext_op op;
1387         unsigned long mfn;
1388
1389         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1390
1391         if (cr3)
1392                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1393         else
1394                 mfn = 0;
1395
1396         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1397
1398         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1399         op.arg1.mfn = mfn;
1400
1401         xen_extend_mmuext_op(&op);
1402
1403         if (kernel) {
1404                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1405
1406                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1407                    been submitted. */
1408                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1409         }
1410 }
1411 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1412 {
1413         BUG_ON(preemptible());
1414
1415         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1416
1417         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1418            respect to ipis */
1419         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1420
1421         __xen_write_cr3(true, cr3);
1422
1423 #ifdef CONFIG_X86_64
1424         {
1425                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1426                 if (user_pgd)
1427                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1428                 else
1429                         __xen_write_cr3(false, 0);
1430         }
1431 #endif
1432
1433         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1434 }
1435
1436 #ifdef CONFIG_X86_64
1437 /*
1438  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1439  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1440  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropiate them in the
1441  * init_level4_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1442  * the new init_level4_pgt - and continue on.
1443  *
1444  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1445  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1446  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1447  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1448  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1449  * at this point.
1450  *
1451  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1452  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1453  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1454  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1455  * hypervisor is in ring 0.
1456  */
1457 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1458 {
1459         BUG_ON(preemptible());
1460
1461         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1462
1463         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1464            respect to ipis */
1465         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1466
1467         __xen_write_cr3(true, cr3);
1468
1469         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1470 }
1471 #endif
1472
1473 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1474 {
1475         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1476         int ret = 0;
1477
1478         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1479
1480 #ifdef CONFIG_X86_64
1481         {
1482                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1483                 pgd_t *user_pgd;
1484
1485                 BUG_ON(page->private != 0);
1486
1487                 ret = -ENOMEM;
1488
1489                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1490                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1491
1492                 if (user_pgd != NULL) {
1493                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1494                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1495                         ret = 0;
1496                 }
1497
1498                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1499         }
1500 #endif
1501
1502         return ret;
1503 }
1504
1505 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1506 {
1507 #ifdef CONFIG_X86_64
1508         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1509
1510         if (user_pgd)
1511                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1512 #endif
1513 }
1514
1515 #ifdef CONFIG_X86_32
1516 static pte_t __init mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1517 {
1518         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1519         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1520                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1521                                pte_val_ma(pte));
1522
1523         return pte;
1524 }
1525 #else /* CONFIG_X86_64 */
1526 static pte_t __init mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1527 {
1528         return pte;
1529 }
1530 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1531
1532 /*
1533  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1534  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1535  *
1536  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1537  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1538  * drivers/xen/balloon.c).
1539  *
1540  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1541  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1542  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1543  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1544  * emulating any updates as necessary.
1545  */
1546 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1547 {
1548         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY)
1549                 pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
1550         else
1551                 pte = __pte_ma(0);
1552
1553         native_set_pte(ptep, pte);
1554 }
1555
1556 static void pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1557 {
1558         struct mmuext_op op;
1559         op.cmd = cmd;
1560         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1561         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1562                 BUG();
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 PAGETABLE_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 *__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 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 *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 set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot, unsigned long flags)
1752 {
1753         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1754         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1755
1756         /* For PVH no need to set R/O or R/W to pin them or unpin them. */
1757         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1758                 return;
1759
1760         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1761                 BUG();
1762 }
1763 static void set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1764 {
1765         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1766 }
1767 #ifdef CONFIG_X86_32
1768 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1769 {
1770         unsigned pmdidx, pteidx;
1771         unsigned ident_pte;
1772         unsigned long pfn;
1773
1774         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1775                                       PAGE_SIZE);
1776
1777         ident_pte = 0;
1778         pfn = 0;
1779         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1780                 pte_t *pte_page;
1781
1782                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1783                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1784                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1785                 else {
1786                         /* Check for free pte pages */
1787                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1788                                 break;
1789
1790                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1791                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1792
1793                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1794                 }
1795
1796                 /* Install mappings */
1797                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1798                         pte_t pte;
1799
1800 #ifdef CONFIG_X86_32
1801                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1802                                 max_pfn_mapped = pfn;
1803 #endif
1804
1805                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1806                                 continue;
1807
1808                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1809                         pte_page[pteidx] = pte;
1810                 }
1811         }
1812
1813         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1814                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1815
1816         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1817 }
1818 #endif
1819 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1820 {
1821         struct xen_machphys_mapping mapping;
1822
1823         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1824                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1825                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1826         } else {
1827                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1828         }
1829 #ifdef CONFIG_X86_32
1830         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1831                 < machine_to_phys_mapping);
1832 #endif
1833 }
1834
1835 #ifdef CONFIG_X86_64
1836 static void convert_pfn_mfn(void *v)
1837 {
1838         pte_t *pte = v;
1839         int i;
1840
1841         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1842            as ptes. */
1843         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1844                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1845 }
1846 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1847                                  unsigned long addr)
1848 {
1849         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1850                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1851                 clear_page((void *)addr);
1852                 (*pt_base)++;
1853         }
1854         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1855                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1856                 clear_page((void *)addr);
1857                 (*pt_end)--;
1858         }
1859 }
1860 /*
1861  * Set up the initial kernel pagetable.
1862  *
1863  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1864  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1865  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1866  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1867  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1868  * mapping once some sort of allocator has been set up.  NOTE: for
1869  * PVH, the page tables are native.
1870  */
1871 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1872 {
1873         pud_t *l3;
1874         pmd_t *l2;
1875         unsigned long addr[3];
1876         unsigned long pt_base, pt_end;
1877         unsigned i;
1878
1879         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1880          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1881          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1882          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1883         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1884
1885         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1886         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1887
1888         /* Zap identity mapping */
1889         init_level4_pgt[0] = __pgd(0);
1890
1891         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1892                 /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1893                 /* L4[272] -> level3_ident_pgt
1894                  * L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1895                 convert_pfn_mfn(init_level4_pgt);
1896
1897                 /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1898                 convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1899                 /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt
1900                  * L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1901                 convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1902
1903                 /* L3_k[511][506] -> level1_fixmap_pgt */
1904                 convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1905         }
1906         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1907         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1908         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1909
1910         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1911         addr[1] = (unsigned long)l3;
1912         addr[2] = (unsigned long)l2;
1913         /* Graft it onto L4[272][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1914          * Both L4[272][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1915          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1916          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1917          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1918          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1919         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1920         /* Graft it onto L4[511][510] */
1921         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1922
1923         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1924                 /* Make pagetable pieces RO */
1925                 set_page_prot(init_level4_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_level4_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
1943                  * structure to attach it to, so make sure we just set kernel
1944                  * pgd.
1945                  */
1946                 xen_mc_batch();
1947                 __xen_write_cr3(true, __pa(init_level4_pgt));
1948                 xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1949         } else
1950                 native_write_cr3(__pa(init_level4_pgt));
1951
1952         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
1953          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
1954          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
1955          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
1956          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
1957          */
1958         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
1959                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
1960
1961         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
1962         memblock_reserve(PFN_PHYS(pt_base), (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE);
1963         /* Revector the xen_start_info */
1964         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
1965 }
1966 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
1967 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
1968 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
1969
1970 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1971 {
1972         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
1973
1974         BUG_ON(read_cr3() != __pa(initial_page_table));
1975         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
1976
1977         /*
1978          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
1979          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
1980          * read-only and then pin it.
1981          *
1982          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
1983          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
1984          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
1985          * swapper_pg_dir.
1986          */
1987         swapper_kernel_pmd =
1988                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
1989         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
1990         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
1991                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
1992         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1993
1994         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
1995         xen_write_cr3(cr3);
1996         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
1997
1998         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
1999                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2000         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2001         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2002
2003         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2004 }
2005
2006 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2007 {
2008         pmd_t *kernel_pmd;
2009
2010         initial_kernel_pmd =
2011                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2012
2013         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base) +
2014                                   xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE +
2015                                   512*1024);
2016
2017         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2018         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2019
2020         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2021
2022         copy_page(initial_page_table, pgd);
2023         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2024                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2025
2026         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2027         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2028         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2029
2030         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2031
2032         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2033                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2034         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2035
2036         memblock_reserve(__pa(xen_start_info->pt_base),
2037                          xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE);
2038 }
2039 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2040
2041 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2042
2043 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2044 {
2045         pte_t pte;
2046
2047         phys >>= PAGE_SHIFT;
2048
2049         switch (idx) {
2050         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2051         case FIX_RO_IDT:
2052 #ifdef CONFIG_X86_32
2053         case FIX_WP_TEST:
2054 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2055         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2056 # endif
2057 #else
2058         case VSYSCALL_PAGE:
2059 #endif
2060         case FIX_TEXT_POKE0:
2061         case FIX_TEXT_POKE1:
2062                 /* All local page mappings */
2063                 pte = pfn_pte(phys, prot);
2064                 break;
2065
2066 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2067         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
2068                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2069                 break;
2070 #endif
2071
2072 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
2073         case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
2074                 /*
2075                  * We just don't map the IO APIC - all access is via
2076                  * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
2077                  */
2078                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2079                 break;
2080 #endif
2081
2082         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
2083                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
2084                    IO domain */
2085                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2086                 break;
2087
2088         default:
2089                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
2090                 pte = mfn_pte(phys, __pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_IOMAP));
2091                 break;
2092         }
2093
2094         __native_set_fixmap(idx, pte);
2095
2096 #ifdef CONFIG_X86_64
2097         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
2098            pagetable vsyscall mapping. */
2099         if (idx == VSYSCALL_PAGE) {
2100                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
2101                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
2102         }
2103 #endif
2104 }
2105
2106 static void __init xen_post_allocator_init(void)
2107 {
2108         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2109                 return;
2110
2111         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
2112         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
2113         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
2114 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
2115         pv_mmu_ops.set_pgd = xen_set_pgd;
2116 #endif
2117
2118         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2119            (which it hasn't) */
2120         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2121         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2122         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
2123         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
2124 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
2125         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2126         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
2127 #endif
2128
2129 #ifdef CONFIG_X86_64
2130         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2131         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
2132 #endif
2133         xen_mark_init_mm_pinned();
2134 }
2135
2136 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2137 {
2138         preempt_disable();
2139         xen_mc_flush();
2140         paravirt_leave_lazy_mmu();
2141         preempt_enable();
2142 }
2143
2144 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2145         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2146         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2147
2148         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2149         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2150
2151         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2152         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2153         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
2154         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2155
2156         .pte_update = paravirt_nop,
2157         .pte_update_defer = paravirt_nop,
2158
2159         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2160         .pgd_free = xen_pgd_free,
2161
2162         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2163         .release_pte = xen_release_pte_init,
2164         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2165         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2166
2167         .set_pte = xen_set_pte_init,
2168         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2169         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2170
2171         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2172         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2173
2174         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2175         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2176
2177         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte),
2178         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2179
2180 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2181         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2182         .pte_clear = xen_pte_clear,
2183         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2184 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2185         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2186
2187         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2188         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2189
2190 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
2191         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2192         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2193         .set_pgd = xen_set_pgd_hyper,
2194
2195         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2196         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2197 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS == 4 */
2198
2199         .activate_mm = xen_activate_mm,
2200         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2201         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2202
2203         .lazy_mode = {
2204                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2205                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2206                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2207         },
2208
2209         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2210 };
2211
2212 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2213 {
2214         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2215
2216         /* Optimization - we can use the HVM one but it has no idea which
2217          * VCPUs are descheduled - which means that it will needlessly IPI
2218          * them. Xen knows so let it do the job.
2219          */
2220         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
2221                 pv_mmu_ops.flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others;
2222                 return;
2223         }
2224         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2225
2226         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2227 }
2228
2229 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2230 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2231 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2232
2233 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2234 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2235                                 unsigned long *in_frames,
2236                                 unsigned long *out_frames)
2237 {
2238         int i;
2239         struct multicall_space mcs;
2240
2241         xen_mc_batch();
2242         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2243                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2244
2245                 if (in_frames)
2246                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2247
2248                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2249                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2250
2251                 if (out_frames)
2252                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2253         }
2254         xen_mc_issue(0);
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2259  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2260  * mfn.
2261  */
2262 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2263                                      unsigned long *mfns,
2264                                      unsigned long first_mfn)
2265 {
2266         unsigned i, limit;
2267         unsigned long mfn;
2268
2269         xen_mc_batch();
2270
2271         limit = 1u << order;
2272         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2273                 struct multicall_space mcs;
2274                 unsigned flags;
2275
2276                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2277                 if (mfns)
2278                         mfn = mfns[i];
2279                 else
2280                         mfn = first_mfn + i;
2281
2282                 if (i < (limit - 1))
2283                         flags = 0;
2284                 else {
2285                         if (order == 0)
2286                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2287                         else
2288                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2289                 }
2290
2291                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2292                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2293
2294                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2295         }
2296
2297         xen_mc_issue(0);
2298 }
2299
2300 /*
2301  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2302  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2303  * input, and populates mfns as output.
2304  *
2305  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2306  * satisfy the request or not.
2307  */
2308 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2309                                unsigned long *pfns_in,
2310                                unsigned long extents_out,
2311                                unsigned int order_out,
2312                                unsigned long *mfns_out,
2313                                unsigned int address_bits)
2314 {
2315         long rc;
2316         int success;
2317
2318         struct xen_memory_exchange exchange = {
2319                 .in = {
2320                         .nr_extents   = extents_in,
2321                         .extent_order = order_in,
2322                         .extent_start = pfns_in,
2323                         .domid        = DOMID_SELF
2324                 },
2325                 .out = {
2326                         .nr_extents   = extents_out,
2327                         .extent_order = order_out,
2328                         .extent_start = mfns_out,
2329                         .address_bits = address_bits,
2330                         .domid        = DOMID_SELF
2331                 }
2332         };
2333
2334         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2335
2336         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2337         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2338
2339         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2340         BUG_ON(success && (rc != 0));
2341
2342         return success;
2343 }
2344
2345 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2346                                  unsigned int address_bits,
2347                                  dma_addr_t *dma_handle)
2348 {
2349         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2350         unsigned long  flags;
2351         int            success;
2352         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2353
2354         /*
2355          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2356          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2357          * this function are redundant and can be ignored.
2358          */
2359
2360         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2361                 return 0;
2362
2363         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2364                 return -ENOMEM;
2365
2366         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2367
2368         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2369
2370         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2371         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2372
2373         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2374         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2375         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2376                                       1, order, &out_frame,
2377                                       address_bits);
2378
2379         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2380         if (success)
2381                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2382         else
2383                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2384
2385         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2386
2387         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2388         return success ? 0 : -ENOMEM;
2389 }
2390 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2391
2392 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2393 {
2394         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2395         unsigned long  flags;
2396         int success;
2397         unsigned long vstart;
2398
2399         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2400                 return;
2401
2402         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2403                 return;
2404
2405         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2406         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2407
2408         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2409
2410         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2411         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2412
2413         /* 2. Zap current PTEs. */
2414         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2415
2416         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2417         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2418                                         0, out_frames, 0);
2419
2420         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2421         if (success)
2422                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2423         else
2424                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2425
2426         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2427 }
2428 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2429
2430 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
2431 #ifdef CONFIG_PROC_VMCORE
2432 /*
2433  * This function is used in two contexts:
2434  * - the kdump kernel has to check whether a pfn of the crashed kernel
2435  *   was a ballooned page. vmcore is using this function to decide
2436  *   whether to access a pfn of the crashed kernel.
2437  * - the kexec kernel has to check whether a pfn was ballooned by the
2438  *   previous kernel. If the pfn is ballooned, handle it properly.
2439  * Returns 0 if the pfn is not backed by a RAM page, the caller may
2440  * handle the pfn special in this case.
2441  */
2442 static int xen_oldmem_pfn_is_ram(unsigned long pfn)
2443 {
2444         struct xen_hvm_get_mem_type a = {
2445                 .domid = DOMID_SELF,
2446                 .pfn = pfn,
2447         };
2448         int ram;
2449
2450         if (HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_get_mem_type, &a))
2451                 return -ENXIO;
2452
2453         switch (a.mem_type) {
2454                 case HVMMEM_mmio_dm:
2455                         ram = 0;
2456                         break;
2457                 case HVMMEM_ram_rw:
2458                 case HVMMEM_ram_ro:
2459                 default:
2460                         ram = 1;
2461                         break;
2462         }
2463
2464         return ram;
2465 }
2466 #endif
2467
2468 static void xen_hvm_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
2469 {
2470         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2471         int rc;
2472
2473         a.domid = DOMID_SELF;
2474         a.gpa = __pa(mm->pgd);
2475         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2476         WARN_ON_ONCE(rc < 0);
2477 }
2478
2479 static int is_pagetable_dying_supported(void)
2480 {
2481         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2482         int rc = 0;
2483
2484         a.domid = DOMID_SELF;
2485         a.gpa = 0x00;
2486         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2487         if (rc < 0) {
2488                 printk(KERN_DEBUG "HVMOP_pagetable_dying not supported\n");
2489                 return 0;
2490         }
2491         return 1;
2492 }
2493
2494 void __init xen_hvm_init_mmu_ops(void)
2495 {
2496         if (is_pagetable_dying_supported())
2497                 pv_mmu_ops.exit_mmap = xen_hvm_exit_mmap;
2498 #ifdef CONFIG_PROC_VMCORE
2499         WARN_ON(register_oldmem_pfn_is_ram(&xen_oldmem_pfn_is_ram));
2500 #endif
2501 }
2502 #endif
2503
2504 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
2505 /*
2506  * Map foreign gfn (fgfn), to local pfn (lpfn). This for the user
2507  * space creating new guest on pvh dom0 and needing to map domU pages.
2508  */
2509 static int xlate_add_to_p2m(unsigned long lpfn, unsigned long fgfn,
2510                             unsigned int domid)
2511 {
2512         int rc, err = 0;
2513         xen_pfn_t gpfn = lpfn;
2514         xen_ulong_t idx = fgfn;
2515
2516         struct xen_add_to_physmap_range xatp = {
2517                 .domid = DOMID_SELF,
2518                 .foreign_domid = domid,
2519                 .size = 1,
2520                 .space = XENMAPSPACE_gmfn_foreign,
2521         };
2522         set_xen_guest_handle(xatp.idxs, &idx);
2523         set_xen_guest_handle(xatp.gpfns, &gpfn);
2524         set_xen_guest_handle(xatp.errs, &err);
2525
2526         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_add_to_physmap_range, &xatp);
2527         if (rc < 0)
2528                 return rc;
2529         return err;
2530 }
2531
2532 static int xlate_remove_from_p2m(unsigned long spfn, int count)
2533 {
2534         struct xen_remove_from_physmap xrp;
2535         int i, rc;
2536
2537         for (i = 0; i < count; i++) {
2538                 xrp.domid = DOMID_SELF;
2539                 xrp.gpfn = spfn+i;
2540                 rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_remove_from_physmap, &xrp);
2541                 if (rc)
2542                         break;
2543         }
2544         return rc;
2545 }
2546
2547 struct xlate_remap_data {
2548         unsigned long fgfn; /* foreign domain's gfn */
2549         pgprot_t prot;
2550         domid_t  domid;
2551         int index;
2552         struct page **pages;
2553 };
2554
2555 static int xlate_map_pte_fn(pte_t *ptep, pgtable_t token, unsigned long addr,
2556                             void *data)
2557 {
2558         int rc;
2559         struct xlate_remap_data *remap = data;
2560         unsigned long pfn = page_to_pfn(remap->pages[remap->index++]);
2561         pte_t pteval = pte_mkspecial(pfn_pte(pfn, remap->prot));
2562
2563         rc = xlate_add_to_p2m(pfn, remap->fgfn, remap->domid);
2564         if (rc)
2565                 return rc;
2566         native_set_pte(ptep, pteval);
2567
2568         return 0;
2569 }
2570
2571 static int xlate_remap_gfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2572                                  unsigned long addr, unsigned long mfn,
2573                                  int nr, pgprot_t prot, unsigned domid,
2574                                  struct page **pages)
2575 {
2576         int err;
2577         struct xlate_remap_data pvhdata;
2578
2579         BUG_ON(!pages);
2580
2581         pvhdata.fgfn = mfn;
2582         pvhdata.prot = prot;
2583         pvhdata.domid = domid;
2584         pvhdata.index = 0;
2585         pvhdata.pages = pages;
2586         err = apply_to_page_range(vma->vm_mm, addr, nr << PAGE_SHIFT,
2587                                   xlate_map_pte_fn, &pvhdata);
2588         flush_tlb_all();
2589         return err;
2590 }
2591 #endif
2592
2593 #define REMAP_BATCH_SIZE 16
2594
2595 struct remap_data {
2596         unsigned long mfn;
2597         pgprot_t prot;
2598         struct mmu_update *mmu_update;
2599 };
2600
2601 static int remap_area_mfn_pte_fn(pte_t *ptep, pgtable_t token,
2602                                  unsigned long addr, void *data)
2603 {
2604         struct remap_data *rmd = data;
2605         pte_t pte = pte_mkspecial(mfn_pte(rmd->mfn++, rmd->prot));
2606
2607         rmd->mmu_update->ptr = virt_to_machine(ptep).maddr;
2608         rmd->mmu_update->val = pte_val_ma(pte);
2609         rmd->mmu_update++;
2610
2611         return 0;
2612 }
2613
2614 int xen_remap_domain_mfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2615                                unsigned long addr,
2616                                xen_pfn_t mfn, int nr,
2617                                pgprot_t prot, unsigned domid,
2618                                struct page **pages)
2619
2620 {
2621         struct remap_data rmd;
2622         struct mmu_update mmu_update[REMAP_BATCH_SIZE];
2623         int batch;
2624         unsigned long range;
2625         int err = 0;
2626
2627         BUG_ON(!((vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_IO)) == (VM_PFNMAP | VM_IO)));
2628
2629         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
2630 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
2631                 /* We need to update the local page tables and the xen HAP */
2632                 return xlate_remap_gfn_range(vma, addr, mfn, nr, prot,
2633                                              domid, pages);
2634 #else
2635                 return -EINVAL;
2636 #endif
2637         }
2638
2639         rmd.mfn = mfn;
2640         rmd.prot = prot;
2641
2642         while (nr) {
2643                 batch = min(REMAP_BATCH_SIZE, nr);
2644                 range = (unsigned long)batch << PAGE_SHIFT;
2645
2646                 rmd.mmu_update = mmu_update;
2647                 err = apply_to_page_range(vma->vm_mm, addr, range,
2648                                           remap_area_mfn_pte_fn, &rmd);
2649                 if (err)
2650                         goto out;
2651
2652                 err = HYPERVISOR_mmu_update(mmu_update, batch, NULL, domid);
2653                 if (err < 0)
2654                         goto out;
2655
2656                 nr -= batch;
2657                 addr += range;
2658         }
2659
2660         err = 0;
2661 out:
2662
2663         xen_flush_tlb_all();
2664
2665         return err;
2666 }
2667 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_remap_domain_mfn_range);
2668
2669 /* Returns: 0 success */
2670 int xen_unmap_domain_mfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2671                                int numpgs, struct page **pages)
2672 {
2673         if (!pages || !xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2674                 return 0;
2675
2676 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
2677         while (numpgs--) {
2678                 /*
2679                  * The mmu has already cleaned up the process mmu
2680                  * resources at this point (lookup_address will return
2681                  * NULL).
2682                  */
2683                 unsigned long pfn = page_to_pfn(pages[numpgs]);
2684
2685                 xlate_remove_from_p2m(pfn, 1);
2686         }
2687         /*
2688          * We don't need to flush tlbs because as part of
2689          * xlate_remove_from_p2m, the hypervisor will do tlb flushes
2690          * after removing the p2m entries from the EPT/NPT
2691          */
2692         return 0;
2693 #else
2694         return -EINVAL;
2695 #endif
2696 }
2697 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_unmap_domain_mfn_range);