4d62c071b166f65c848a12ca07bfe44ca20e198a
[muen/linux.git] / arch / x86 / xen / mmu_pv.c
1 /*
2  * Xen mmu operations
3  *
4  * This file contains the various mmu fetch and update operations.
5  * The most important job they must perform is the mapping between the
6  * domain's pfn and the overall machine mfns.
7  *
8  * Xen allows guests to directly update the pagetable, in a controlled
9  * fashion.  In other words, the guest modifies the same pagetable
10  * that the CPU actually uses, which eliminates the overhead of having
11  * a separate shadow pagetable.
12  *
13  * In order to allow this, it falls on the guest domain to map its
14  * notion of a "physical" pfn - which is just a domain-local linear
15  * address - into a real "machine address" which the CPU's MMU can
16  * use.
17  *
18  * A pgd_t/pmd_t/pte_t will typically contain an mfn, and so can be
19  * inserted directly into the pagetable.  When creating a new
20  * pte/pmd/pgd, it converts the passed pfn into an mfn.  Conversely,
21  * when reading the content back with __(pgd|pmd|pte)_val, it converts
22  * the mfn back into a pfn.
23  *
24  * The other constraint is that all pages which make up a pagetable
25  * must be mapped read-only in the guest.  This prevents uncontrolled
26  * guest updates to the pagetable.  Xen strictly enforces this, and
27  * will disallow any pagetable update which will end up mapping a
28  * pagetable page RW, and will disallow using any writable page as a
29  * pagetable.
30  *
31  * Naively, when loading %cr3 with the base of a new pagetable, Xen
32  * would need to validate the whole pagetable before going on.
33  * Naturally, this is quite slow.  The solution is to "pin" a
34  * pagetable, which enforces all the constraints on the pagetable even
35  * when it is not actively in use.  This menas that Xen can be assured
36  * that it is still valid when you do load it into %cr3, and doesn't
37  * need to revalidate it.
38  *
39  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
40  */
41 #include <linux/sched/mm.h>
42 #include <linux/highmem.h>
43 #include <linux/debugfs.h>
44 #include <linux/bug.h>
45 #include <linux/vmalloc.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/init.h>
48 #include <linux/gfp.h>
49 #include <linux/memblock.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/crash_dump.h>
52 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
53 #include <linux/kexec.h>
54 #endif
55
56 #include <trace/events/xen.h>
57
58 #include <asm/pgtable.h>
59 #include <asm/tlbflush.h>
60 #include <asm/fixmap.h>
61 #include <asm/mmu_context.h>
62 #include <asm/setup.h>
63 #include <asm/paravirt.h>
64 #include <asm/e820/api.h>
65 #include <asm/linkage.h>
66 #include <asm/page.h>
67 #include <asm/init.h>
68 #include <asm/pat.h>
69 #include <asm/smp.h>
70
71 #include <asm/xen/hypercall.h>
72 #include <asm/xen/hypervisor.h>
73
74 #include <xen/xen.h>
75 #include <xen/page.h>
76 #include <xen/interface/xen.h>
77 #include <xen/interface/hvm/hvm_op.h>
78 #include <xen/interface/version.h>
79 #include <xen/interface/memory.h>
80 #include <xen/hvc-console.h>
81
82 #include "multicalls.h"
83 #include "mmu.h"
84 #include "debugfs.h"
85
86 #ifdef CONFIG_X86_32
87 /*
88  * Identity map, in addition to plain kernel map.  This needs to be
89  * large enough to allocate page table pages to allocate the rest.
90  * Each page can map 2MB.
91  */
92 #define LEVEL1_IDENT_ENTRIES    (PTRS_PER_PTE * 4)
93 static RESERVE_BRK_ARRAY(pte_t, level1_ident_pgt, LEVEL1_IDENT_ENTRIES);
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_X86_64
96 /* l3 pud for userspace vsyscall mapping */
97 static pud_t level3_user_vsyscall[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
98 #endif /* CONFIG_X86_64 */
99
100 /*
101  * Note about cr3 (pagetable base) values:
102  *
103  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
104  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
105  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
106  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
107  * be self-consistent.
108  *
109  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
110  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
111  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
112  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
113  */
114 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
115 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
116
117 static phys_addr_t xen_pt_base, xen_pt_size __initdata;
118
119 /*
120  * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
121  * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
122  */
123 #define USER_LIMIT      ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)
124
125 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
126 {
127         pte_t *pte, ptev;
128         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
129         unsigned int level;
130
131         pte = lookup_address(address, &level);
132         if (pte == NULL)
133                 return;         /* vaddr missing */
134
135         ptev = pte_wrprotect(*pte);
136
137         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
138                 BUG();
139 }
140
141 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
142 {
143         pte_t *pte, ptev;
144         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
145         unsigned int level;
146
147         pte = lookup_address(address, &level);
148         if (pte == NULL)
149                 return;         /* vaddr missing */
150
151         ptev = pte_mkwrite(*pte);
152
153         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
154                 BUG();
155 }
156
157
158 static bool xen_page_pinned(void *ptr)
159 {
160         struct page *page = virt_to_page(ptr);
161
162         return PagePinned(page);
163 }
164
165 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
166 {
167         struct multicall_space mcs;
168         struct mmu_update *u;
169
170         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
171
172         if (mcs.mc != NULL) {
173                 mcs.mc->args[1]++;
174         } else {
175                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
176                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
177         }
178
179         u = mcs.args;
180         *u = *update;
181 }
182
183 static void xen_extend_mmuext_op(const struct mmuext_op *op)
184 {
185         struct multicall_space mcs;
186         struct mmuext_op *u;
187
188         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmuext_op, sizeof(*u));
189
190         if (mcs.mc != NULL) {
191                 mcs.mc->args[1]++;
192         } else {
193                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
194                 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
195         }
196
197         u = mcs.args;
198         *u = *op;
199 }
200
201 static void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
202 {
203         struct mmu_update u;
204
205         preempt_disable();
206
207         xen_mc_batch();
208
209         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
210         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
211         u.val = pmd_val_ma(val);
212         xen_extend_mmu_update(&u);
213
214         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
215
216         preempt_enable();
217 }
218
219 static void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
220 {
221         trace_xen_mmu_set_pmd(ptr, val);
222
223         /* If page is not pinned, we can just update the entry
224            directly */
225         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
226                 *ptr = val;
227                 return;
228         }
229
230         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
231 }
232
233 /*
234  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
235  * and protection flags for that frame.
236  */
237 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
238 {
239         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
240 }
241
242 static bool xen_batched_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
243 {
244         struct mmu_update u;
245
246         if (paravirt_get_lazy_mode() != PARAVIRT_LAZY_MMU)
247                 return false;
248
249         xen_mc_batch();
250
251         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
252         u.val = pte_val_ma(pteval);
253         xen_extend_mmu_update(&u);
254
255         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
256
257         return true;
258 }
259
260 static inline void __xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
261 {
262         if (!xen_batched_set_pte(ptep, pteval)) {
263                 /*
264                  * Could call native_set_pte() here and trap and
265                  * emulate the PTE write but with 32-bit guests this
266                  * needs two traps (one for each of the two 32-bit
267                  * words in the PTE) so do one hypercall directly
268                  * instead.
269                  */
270                 struct mmu_update u;
271
272                 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
273                 u.val = pte_val_ma(pteval);
274                 HYPERVISOR_mmu_update(&u, 1, NULL, DOMID_SELF);
275         }
276 }
277
278 static void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
279 {
280         trace_xen_mmu_set_pte(ptep, pteval);
281         __xen_set_pte(ptep, pteval);
282 }
283
284 static void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
285                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
286 {
287         trace_xen_mmu_set_pte_at(mm, addr, ptep, pteval);
288         __xen_set_pte(ptep, pteval);
289 }
290
291 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
292                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
293 {
294         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
295         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_start(mm, addr, ptep, *ptep);
296         return *ptep;
297 }
298
299 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
300                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
301 {
302         struct mmu_update u;
303
304         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_commit(mm, addr, ptep, pte);
305         xen_mc_batch();
306
307         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
308         u.val = pte_val_ma(pte);
309         xen_extend_mmu_update(&u);
310
311         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
312 }
313
314 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
315 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
316 {
317         if (val & _PAGE_PRESENT) {
318                 unsigned long mfn = (val & XEN_PTE_MFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
319                 unsigned long pfn = mfn_to_pfn(mfn);
320
321                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
322                 if (unlikely(pfn == ~0))
323                         val = flags & ~_PAGE_PRESENT;
324                 else
325                         val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
326         }
327
328         return val;
329 }
330
331 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
332 {
333         if (val & _PAGE_PRESENT) {
334                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
335                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
336                 unsigned long mfn;
337
338                 mfn = __pfn_to_mfn(pfn);
339
340                 /*
341                  * If there's no mfn for the pfn, then just create an
342                  * empty non-present pte.  Unfortunately this loses
343                  * information about the original pfn, so
344                  * pte_mfn_to_pfn is asymmetric.
345                  */
346                 if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY)) {
347                         mfn = 0;
348                         flags = 0;
349                 } else
350                         mfn &= ~(FOREIGN_FRAME_BIT | IDENTITY_FRAME_BIT);
351                 val = ((pteval_t)mfn << PAGE_SHIFT) | flags;
352         }
353
354         return val;
355 }
356
357 __visible pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
358 {
359         pteval_t pteval = pte.pte;
360
361         return pte_mfn_to_pfn(pteval);
362 }
363 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
364
365 __visible pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
366 {
367         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
368 }
369 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
370
371 __visible pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
372 {
373         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
374
375         return native_make_pte(pte);
376 }
377 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
378
379 __visible pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
380 {
381         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
382         return native_make_pgd(pgd);
383 }
384 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
385
386 __visible pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
387 {
388         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
389 }
390 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
391
392 static void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
393 {
394         struct mmu_update u;
395
396         preempt_disable();
397
398         xen_mc_batch();
399
400         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
401         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
402         u.val = pud_val_ma(val);
403         xen_extend_mmu_update(&u);
404
405         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
406
407         preempt_enable();
408 }
409
410 static void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
411 {
412         trace_xen_mmu_set_pud(ptr, val);
413
414         /* If page is not pinned, we can just update the entry
415            directly */
416         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
417                 *ptr = val;
418                 return;
419         }
420
421         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
422 }
423
424 #ifdef CONFIG_X86_PAE
425 static void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
426 {
427         trace_xen_mmu_set_pte_atomic(ptep, pte);
428         set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
429 }
430
431 static void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
432 {
433         trace_xen_mmu_pte_clear(mm, addr, ptep);
434         if (!xen_batched_set_pte(ptep, native_make_pte(0)))
435                 native_pte_clear(mm, addr, ptep);
436 }
437
438 static void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
439 {
440         trace_xen_mmu_pmd_clear(pmdp);
441         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
442 }
443 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
444
445 __visible pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
446 {
447         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
448         return native_make_pmd(pmd);
449 }
450 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
451
452 #ifdef CONFIG_X86_64
453 __visible pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
454 {
455         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
456 }
457 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
458
459 __visible pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
460 {
461         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
462
463         return native_make_pud(pud);
464 }
465 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
466
467 static pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
468 {
469         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
470         unsigned offset = pgd - pgd_page;
471         pgd_t *user_ptr = NULL;
472
473         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
474                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
475                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
476                 if (user_ptr)
477                         user_ptr += offset;
478         }
479
480         return user_ptr;
481 }
482
483 static void __xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
484 {
485         struct mmu_update u;
486
487         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
488         u.val = p4d_val_ma(val);
489         xen_extend_mmu_update(&u);
490 }
491
492 /*
493  * Raw hypercall-based set_p4d, intended for in early boot before
494  * there's a page structure.  This implies:
495  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
496  *  2. It is always pinned
497  *  3. It has no user pagetable attached to it
498  */
499 static void __init xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
500 {
501         preempt_disable();
502
503         xen_mc_batch();
504
505         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
506
507         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
508
509         preempt_enable();
510 }
511
512 static void xen_set_p4d(p4d_t *ptr, p4d_t val)
513 {
514         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd((pgd_t *)ptr);
515         pgd_t pgd_val;
516
517         trace_xen_mmu_set_p4d(ptr, (p4d_t *)user_ptr, val);
518
519         /* If page is not pinned, we can just update the entry
520            directly */
521         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
522                 *ptr = val;
523                 if (user_ptr) {
524                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
525                         pgd_val.pgd = p4d_val_ma(val);
526                         *user_ptr = pgd_val;
527                 }
528                 return;
529         }
530
531         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
532            user updates together. */
533         xen_mc_batch();
534
535         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
536         if (user_ptr)
537                 __xen_set_p4d_hyper((p4d_t *)user_ptr, val);
538
539         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
540 }
541 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
542
543 static int xen_pmd_walk(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
544                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
545                 bool last, unsigned long limit)
546 {
547         int i, nr, flush = 0;
548
549         nr = last ? pmd_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PMD;
550         for (i = 0; i < nr; i++) {
551                 if (!pmd_none(pmd[i]))
552                         flush |= (*func)(mm, pmd_page(pmd[i]), PT_PTE);
553         }
554         return flush;
555 }
556
557 static int xen_pud_walk(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
558                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
559                 bool last, unsigned long limit)
560 {
561         int i, nr, flush = 0;
562
563         nr = last ? pud_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PUD;
564         for (i = 0; i < nr; i++) {
565                 pmd_t *pmd;
566
567                 if (pud_none(pud[i]))
568                         continue;
569
570                 pmd = pmd_offset(&pud[i], 0);
571                 if (PTRS_PER_PMD > 1)
572                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
573                 flush |= xen_pmd_walk(mm, pmd, func,
574                                 last && i == nr - 1, limit);
575         }
576         return flush;
577 }
578
579 static int xen_p4d_walk(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
580                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
581                 bool last, unsigned long limit)
582 {
583         int flush = 0;
584         pud_t *pud;
585
586
587         if (p4d_none(*p4d))
588                 return flush;
589
590         pud = pud_offset(p4d, 0);
591         if (PTRS_PER_PUD > 1)
592                 flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
593         flush |= xen_pud_walk(mm, pud, func, last, limit);
594         return flush;
595 }
596
597 /*
598  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
599  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
600  * callback function on each page it finds making up the page table,
601  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
602  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
603  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
604  * FIXADDR_TOP.
605  *
606  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
607  * because then we start getting into Xen's ptes.
608  *
609  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
610  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
611  */
612 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
613                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
614                                       enum pt_level),
615                           unsigned long limit)
616 {
617         int i, nr, flush = 0;
618         unsigned hole_low, hole_high;
619
620         /* The limit is the last byte to be touched */
621         limit--;
622         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
623
624         /*
625          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
626          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
627          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
628          */
629         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
630         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
631
632         nr = pgd_index(limit) + 1;
633         for (i = 0; i < nr; i++) {
634                 p4d_t *p4d;
635
636                 if (i >= hole_low && i < hole_high)
637                         continue;
638
639                 if (pgd_none(pgd[i]))
640                         continue;
641
642                 p4d = p4d_offset(&pgd[i], 0);
643                 flush |= xen_p4d_walk(mm, p4d, func, i == nr - 1, limit);
644         }
645
646         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
647            a cue to do final things like tlb flushes. */
648         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
649
650         return flush;
651 }
652
653 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
654                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
655                                     enum pt_level),
656                         unsigned long limit)
657 {
658         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
659 }
660
661 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
662    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
663 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
664 {
665         spinlock_t *ptl = NULL;
666
667 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
668         ptl = ptlock_ptr(page);
669         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
670 #endif
671
672         return ptl;
673 }
674
675 static void xen_pte_unlock(void *v)
676 {
677         spinlock_t *ptl = v;
678         spin_unlock(ptl);
679 }
680
681 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
682 {
683         struct mmuext_op op;
684
685         op.cmd = level;
686         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
687
688         xen_extend_mmuext_op(&op);
689 }
690
691 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
692                         enum pt_level level)
693 {
694         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
695         int flush;
696
697         if (pgfl)
698                 flush = 0;              /* already pinned */
699         else if (PageHighMem(page))
700                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
701                    highpage */
702                 flush = 1;
703         else {
704                 void *pt = lowmem_page_address(page);
705                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
706                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
707                 spinlock_t *ptl;
708
709                 flush = 0;
710
711                 /*
712                  * We need to hold the pagetable lock between the time
713                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
714                  * it.  If we don't, then other users may come in and
715                  * attempt to update the pagetable by writing it,
716                  * which will fail because the memory is RO but not
717                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
718                  *
719                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
720                  * entire pagetable's worth of locks during the
721                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
722                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
723                  * page while holding the lock.  This means the number
724                  * of locks we end up holding is never more than a
725                  * batch size (~32 entries, at present).
726                  *
727                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
728                  * the PTE pages independently, because we're
729                  * protected by the overall pagetable lock.
730                  */
731                 ptl = NULL;
732                 if (level == PT_PTE)
733                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
734
735                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
736                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
737                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
738
739                 if (ptl) {
740                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
741
742                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
743                            is completed. */
744                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
745                 }
746         }
747
748         return flush;
749 }
750
751 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
752    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
753    read-only, and can be pinned. */
754 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
755 {
756         trace_xen_mmu_pgd_pin(mm, pgd);
757
758         xen_mc_batch();
759
760         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
761                 /* re-enable interrupts for flushing */
762                 xen_mc_issue(0);
763
764                 kmap_flush_unused();
765
766                 xen_mc_batch();
767         }
768
769 #ifdef CONFIG_X86_64
770         {
771                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
772
773                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
774
775                 if (user_pgd) {
776                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
777                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
778                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
779                 }
780         }
781 #else /* CONFIG_X86_32 */
782 #ifdef CONFIG_X86_PAE
783         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
784         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
785                      PT_PMD);
786 #endif
787         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
788 #endif /* CONFIG_X86_64 */
789         xen_mc_issue(0);
790 }
791
792 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
793 {
794         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
795 }
796
797 /*
798  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
799  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
800  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
801  * process is under construction or destruction).
802  *
803  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
804  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
805  * matter all that much.
806  */
807 void xen_mm_pin_all(void)
808 {
809         struct page *page;
810
811         spin_lock(&pgd_lock);
812
813         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
814                 if (!PagePinned(page)) {
815                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
816                         SetPageSavePinned(page);
817                 }
818         }
819
820         spin_unlock(&pgd_lock);
821 }
822
823 /*
824  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
825  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
826  * the book-keeping now.
827  */
828 static int __init xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
829                                   enum pt_level level)
830 {
831         SetPagePinned(page);
832         return 0;
833 }
834
835 static void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
836 {
837         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
838 }
839
840 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
841                           enum pt_level level)
842 {
843         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
844
845         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
846                 void *pt = lowmem_page_address(page);
847                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
848                 spinlock_t *ptl = NULL;
849                 struct multicall_space mcs;
850
851                 /*
852                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
853                  * pte locks, we must be holding the lock for while
854                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
855                  * concurrent updates from seeing it in this
856                  * partially-pinned state.
857                  */
858                 if (level == PT_PTE) {
859                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
860
861                         if (ptl)
862                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
863                 }
864
865                 mcs = __xen_mc_entry(0);
866
867                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
868                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
869                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
870
871                 if (ptl) {
872                         /* unlock when batch completed */
873                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
874                 }
875         }
876
877         return 0;               /* never need to flush on unpin */
878 }
879
880 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
881 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
882 {
883         trace_xen_mmu_pgd_unpin(mm, pgd);
884
885         xen_mc_batch();
886
887         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
888
889 #ifdef CONFIG_X86_64
890         {
891                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
892
893                 if (user_pgd) {
894                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
895                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
896                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
897                 }
898         }
899 #endif
900
901 #ifdef CONFIG_X86_PAE
902         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
903         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
904                        PT_PMD);
905 #endif
906
907         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
908
909         xen_mc_issue(0);
910 }
911
912 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
913 {
914         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
915 }
916
917 /*
918  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
919  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
920  */
921 void xen_mm_unpin_all(void)
922 {
923         struct page *page;
924
925         spin_lock(&pgd_lock);
926
927         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
928                 if (PageSavePinned(page)) {
929                         BUG_ON(!PagePinned(page));
930                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
931                         ClearPageSavePinned(page);
932                 }
933         }
934
935         spin_unlock(&pgd_lock);
936 }
937
938 static void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
939 {
940         spin_lock(&next->page_table_lock);
941         xen_pgd_pin(next);
942         spin_unlock(&next->page_table_lock);
943 }
944
945 static void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
946 {
947         spin_lock(&mm->page_table_lock);
948         xen_pgd_pin(mm);
949         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
950 }
951
952 static void drop_mm_ref_this_cpu(void *info)
953 {
954         struct mm_struct *mm = info;
955
956         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == mm)
957                 leave_mm(smp_processor_id());
958
959         /*
960          * If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
961          * it has been flushed.
962          */
963         if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
964                 xen_mc_flush();
965 }
966
967 #ifdef CONFIG_SMP
968 /*
969  * Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
970  * we need to repoint it somewhere else before we can unpin it.
971  */
972 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
973 {
974         cpumask_var_t mask;
975         unsigned cpu;
976
977         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
978
979         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
980         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
981                 for_each_online_cpu(cpu) {
982                         if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
983                                 continue;
984                         smp_call_function_single(cpu, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
985                 }
986                 return;
987         }
988
989         /*
990          * It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
991          * cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
992          * its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
993          * look at its actual current cr3 value, and force it to flush
994          * if needed.
995          */
996         cpumask_clear(mask);
997         for_each_online_cpu(cpu) {
998                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
999                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1000         }
1001
1002         smp_call_function_many(mask, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
1003         free_cpumask_var(mask);
1004 }
1005 #else
1006 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1007 {
1008         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
1009 }
1010 #endif
1011
1012 /*
1013  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1014  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1015  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1016  * hypervisor, which is moderately expensive.
1017  *
1018  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1019  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1020  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1021  *
1022  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1023  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1024  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1025  */
1026 static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1027 {
1028         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1029         xen_drop_mm_ref(mm);
1030         put_cpu();
1031
1032         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1033
1034         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1035         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1036                 xen_pgd_unpin(mm);
1037
1038         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1039 }
1040
1041 static void xen_post_allocator_init(void);
1042
1043 static void __init pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1044 {
1045         struct mmuext_op op;
1046
1047         op.cmd = cmd;
1048         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1049         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1050                 BUG();
1051 }
1052
1053 #ifdef CONFIG_X86_64
1054 static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
1055                                     unsigned long vaddr_end)
1056 {
1057         unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
1058         pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);
1059
1060         /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
1061          * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
1062         for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PTRS_PER_PMD));
1063                         pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
1064                 if (pmd_none(*pmd))
1065                         continue;
1066                 if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
1067                         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1068         }
1069         /* In case we did something silly, we should crash in this function
1070          * instead of somewhere later and be confusing. */
1071         xen_mc_flush();
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Make a page range writeable and free it.
1076  */
1077 static void __init xen_free_ro_pages(unsigned long paddr, unsigned long size)
1078 {
1079         void *vaddr = __va(paddr);
1080         void *vaddr_end = vaddr + size;
1081
1082         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE)
1083                 make_lowmem_page_readwrite(vaddr);
1084
1085         memblock_free(paddr, size);
1086 }
1087
1088 static void __init xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(void *pgtbl, bool unpin)
1089 {
1090         unsigned long pa = __pa(pgtbl) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1091
1092         if (unpin)
1093                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(pa));
1094         ClearPagePinned(virt_to_page(__va(pa)));
1095         xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1096 }
1097
1098 static void __init xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_t *pmd, bool unpin)
1099 {
1100         unsigned long pa;
1101         pte_t *pte_tbl;
1102         int i;
1103
1104         if (pmd_large(*pmd)) {
1105                 pa = pmd_val(*pmd) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1106                 xen_free_ro_pages(pa, PMD_SIZE);
1107                 return;
1108         }
1109
1110         pte_tbl = pte_offset_kernel(pmd, 0);
1111         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1112                 if (pte_none(pte_tbl[i]))
1113                         continue;
1114                 pa = pte_pfn(pte_tbl[i]) << PAGE_SHIFT;
1115                 xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1116         }
1117         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1118         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pte_tbl, unpin);
1119 }
1120
1121 static void __init xen_cleanmfnmap_pud(pud_t *pud, bool unpin)
1122 {
1123         unsigned long pa;
1124         pmd_t *pmd_tbl;
1125         int i;
1126
1127         if (pud_large(*pud)) {
1128                 pa = pud_val(*pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1129                 xen_free_ro_pages(pa, PUD_SIZE);
1130                 return;
1131         }
1132
1133         pmd_tbl = pmd_offset(pud, 0);
1134         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1135                 if (pmd_none(pmd_tbl[i]))
1136                         continue;
1137                 xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_tbl + i, unpin);
1138         }
1139         set_pud(pud, __pud(0));
1140         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pmd_tbl, unpin);
1141 }
1142
1143 static void __init xen_cleanmfnmap_p4d(p4d_t *p4d, bool unpin)
1144 {
1145         unsigned long pa;
1146         pud_t *pud_tbl;
1147         int i;
1148
1149         if (p4d_large(*p4d)) {
1150                 pa = p4d_val(*p4d) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1151                 xen_free_ro_pages(pa, P4D_SIZE);
1152                 return;
1153         }
1154
1155         pud_tbl = pud_offset(p4d, 0);
1156         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1157                 if (pud_none(pud_tbl[i]))
1158                         continue;
1159                 xen_cleanmfnmap_pud(pud_tbl + i, unpin);
1160         }
1161         set_p4d(p4d, __p4d(0));
1162         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pud_tbl, unpin);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Since it is well isolated we can (and since it is perhaps large we should)
1167  * also free the page tables mapping the initial P->M table.
1168  */
1169 static void __init xen_cleanmfnmap(unsigned long vaddr)
1170 {
1171         pgd_t *pgd;
1172         p4d_t *p4d;
1173         bool unpin;
1174
1175         unpin = (vaddr == 2 * PGDIR_SIZE);
1176         vaddr &= PMD_MASK;
1177         pgd = pgd_offset_k(vaddr);
1178         p4d = p4d_offset(pgd, 0);
1179         if (!p4d_none(*p4d))
1180                 xen_cleanmfnmap_p4d(p4d, unpin);
1181 }
1182
1183 static void __init xen_pagetable_p2m_free(void)
1184 {
1185         unsigned long size;
1186         unsigned long addr;
1187
1188         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1189
1190         /* No memory or already called. */
1191         if ((unsigned long)xen_p2m_addr == xen_start_info->mfn_list)
1192                 return;
1193
1194         /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
1195         memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);
1196
1197         addr = xen_start_info->mfn_list;
1198         /*
1199          * We could be in __ka space.
1200          * We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
1201          * using the __ka address of xen_start_info or
1202          * xen_start_info->shared_info they are in going to crash. Fortunatly
1203          * we have already revectored in xen_setup_kernel_pagetable and in
1204          * xen_setup_shared_info.
1205          */
1206         size = roundup(size, PMD_SIZE);
1207
1208         if (addr >= __START_KERNEL_map) {
1209                 xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1210                 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
1211                                   sizeof(unsigned long));
1212                 memblock_free(__pa(addr), size);
1213         } else {
1214                 xen_cleanmfnmap(addr);
1215         }
1216 }
1217
1218 static void __init xen_pagetable_cleanhighmap(void)
1219 {
1220         unsigned long size;
1221         unsigned long addr;
1222
1223         /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
1224          * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
1225          * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
1226          * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
1227          * As Xen is aligning the memory end to a 4MB boundary, for good
1228          * measure we also round up to PMD_SIZE * 2 - which means that if
1229          * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
1230          * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
1231          * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
1232         addr = xen_start_info->pt_base;
1233         size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
1234
1235         xen_cleanhighmap(addr, roundup(addr + size, PMD_SIZE * 2));
1236         xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
1237 }
1238 #endif
1239
1240 static void __init xen_pagetable_p2m_setup(void)
1241 {
1242         xen_vmalloc_p2m_tree();
1243
1244 #ifdef CONFIG_X86_64
1245         xen_pagetable_p2m_free();
1246
1247         xen_pagetable_cleanhighmap();
1248 #endif
1249         /* And revector! Bye bye old array */
1250         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
1251 }
1252
1253 static void __init xen_pagetable_init(void)
1254 {
1255         paging_init();
1256         xen_post_allocator_init();
1257
1258         xen_pagetable_p2m_setup();
1259
1260         /* Allocate and initialize top and mid mfn levels for p2m structure */
1261         xen_build_mfn_list_list();
1262
1263         /* Remap memory freed due to conflicts with E820 map */
1264         xen_remap_memory();
1265
1266         xen_setup_shared_info();
1267 }
1268 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1269 {
1270         this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1271 }
1272
1273 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1274 {
1275         return this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1276 }
1277
1278 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1279 {
1280         return this_cpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1281 }
1282
1283 static void xen_flush_tlb(void)
1284 {
1285         struct mmuext_op *op;
1286         struct multicall_space mcs;
1287
1288         trace_xen_mmu_flush_tlb(0);
1289
1290         preempt_disable();
1291
1292         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1293
1294         op = mcs.args;
1295         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1296         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1297
1298         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1299
1300         preempt_enable();
1301 }
1302
1303 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1304 {
1305         struct mmuext_op *op;
1306         struct multicall_space mcs;
1307
1308         trace_xen_mmu_flush_tlb_single(addr);
1309
1310         preempt_disable();
1311
1312         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1313         op = mcs.args;
1314         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1315         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1316         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1317
1318         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1319
1320         preempt_enable();
1321 }
1322
1323 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1324                                  const struct flush_tlb_info *info)
1325 {
1326         struct {
1327                 struct mmuext_op op;
1328 #ifdef CONFIG_SMP
1329                 DECLARE_BITMAP(mask, num_processors);
1330 #else
1331                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1332 #endif
1333         } *args;
1334         struct multicall_space mcs;
1335
1336         trace_xen_mmu_flush_tlb_others(cpus, info->mm, info->start, info->end);
1337
1338         if (cpumask_empty(cpus))
1339                 return;         /* nothing to do */
1340
1341         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
1342         args = mcs.args;
1343         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1344
1345         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1346         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1347         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1348
1349         args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1350         if (info->end != TLB_FLUSH_ALL &&
1351             (info->end - info->start) <= PAGE_SIZE) {
1352                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1353                 args->op.arg1.linear_addr = info->start;
1354         }
1355
1356         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1357
1358         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1359 }
1360
1361 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1362 {
1363         return this_cpu_read(xen_cr3);
1364 }
1365
1366 static void set_current_cr3(void *v)
1367 {
1368         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1369 }
1370
1371 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1372 {
1373         struct mmuext_op op;
1374         unsigned long mfn;
1375
1376         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1377
1378         if (cr3)
1379                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1380         else
1381                 mfn = 0;
1382
1383         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1384
1385         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1386         op.arg1.mfn = mfn;
1387
1388         xen_extend_mmuext_op(&op);
1389
1390         if (kernel) {
1391                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1392
1393                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1394                    been submitted. */
1395                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1396         }
1397 }
1398 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1399 {
1400         BUG_ON(preemptible());
1401
1402         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1403
1404         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1405            respect to ipis */
1406         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1407
1408         __xen_write_cr3(true, cr3);
1409
1410 #ifdef CONFIG_X86_64
1411         {
1412                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1413                 if (user_pgd)
1414                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1415                 else
1416                         __xen_write_cr3(false, 0);
1417         }
1418 #endif
1419
1420         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1421 }
1422
1423 #ifdef CONFIG_X86_64
1424 /*
1425  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1426  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1427  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropriate them in the
1428  * init_top_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1429  * the new init_top_pgt - and continue on.
1430  *
1431  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1432  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1433  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1434  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1435  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1436  * at this point.
1437  *
1438  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1439  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1440  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1441  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1442  * hypervisor is in ring 0.
1443  */
1444 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1445 {
1446         BUG_ON(preemptible());
1447
1448         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1449
1450         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1451            respect to ipis */
1452         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1453
1454         __xen_write_cr3(true, cr3);
1455
1456         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1457 }
1458 #endif
1459
1460 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1461 {
1462         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1463         int ret = 0;
1464
1465         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1466
1467 #ifdef CONFIG_X86_64
1468         {
1469                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1470                 pgd_t *user_pgd;
1471
1472                 BUG_ON(page->private != 0);
1473
1474                 ret = -ENOMEM;
1475
1476                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1477                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1478
1479                 if (user_pgd != NULL) {
1480 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
1481                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1482                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1483 #endif
1484                         ret = 0;
1485                 }
1486
1487                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1488         }
1489 #endif
1490         return ret;
1491 }
1492
1493 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1494 {
1495 #ifdef CONFIG_X86_64
1496         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1497
1498         if (user_pgd)
1499                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1500 #endif
1501 }
1502
1503 /*
1504  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1505  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1506  *
1507  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1508  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1509  * drivers/xen/balloon.c).
1510  *
1511  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1512  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1513  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1514  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1515  * emulating any updates as necessary.
1516  */
1517 __visible pte_t xen_make_pte_init(pteval_t pte)
1518 {
1519 #ifdef CONFIG_X86_64
1520         unsigned long pfn;
1521
1522         /*
1523          * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
1524          * address range must be mapped read-only. This region contains the
1525          * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
1526          * mapped read-only.
1527          */
1528         pfn = (pte & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
1529         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map &&
1530             pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
1531             pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
1532                 pte &= ~_PAGE_RW;
1533 #endif
1534         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
1535         return native_make_pte(pte);
1536 }
1537 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte_init);
1538
1539 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1540 {
1541 #ifdef CONFIG_X86_32
1542         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1543         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY
1544             && pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1545                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1546                                pte_val_ma(pte));
1547 #endif
1548         native_set_pte(ptep, pte);
1549 }
1550
1551 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1552    everything is pinned. */
1553 static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1554 {
1555 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1556         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1557 #endif
1558         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1559         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1560 }
1561
1562 /* Used for pmd and pud */
1563 static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1564 {
1565 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1566         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1567 #endif
1568         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1569 }
1570
1571 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1572    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1573 static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1574 {
1575         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1576         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1577 }
1578
1579 static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1580 {
1581         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1582 }
1583
1584 static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1585 {
1586         struct multicall_space mcs;
1587         struct mmuext_op *op;
1588
1589         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1590         op = mcs.args;
1591         op->cmd = cmd;
1592         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1593
1594         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
1595 }
1596
1597 static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1598 {
1599         struct multicall_space mcs;
1600         unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
1601
1602         mcs = __xen_mc_entry(0);
1603         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
1604                                 pfn_pte(pfn, prot), 0);
1605 }
1606
1607 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1608    attached to a pinned pagetable. */
1609 static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
1610                                     unsigned level)
1611 {
1612         bool pinned = PagePinned(virt_to_page(mm->pgd));
1613
1614         trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);
1615
1616         if (pinned) {
1617                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1618
1619                 SetPagePinned(page);
1620
1621                 if (!PageHighMem(page)) {
1622                         xen_mc_batch();
1623
1624                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
1625
1626                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1627                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1628
1629                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1630                 } else {
1631                         /* make sure there are no stray mappings of
1632                            this page */
1633                         kmap_flush_unused();
1634                 }
1635         }
1636 }
1637
1638 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1639 {
1640         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1641 }
1642
1643 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1644 {
1645         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1646 }
1647
1648 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1649 static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1650 {
1651         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1652         bool pinned = PagePinned(page);
1653
1654         trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);
1655
1656         if (pinned) {
1657                 if (!PageHighMem(page)) {
1658                         xen_mc_batch();
1659
1660                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1661                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1662
1663                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);
1664
1665                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1666                 }
1667                 ClearPagePinned(page);
1668         }
1669 }
1670
1671 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1672 {
1673         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1674 }
1675
1676 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1677 {
1678         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1679 }
1680
1681 #ifdef CONFIG_X86_64
1682 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1683 {
1684         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1685 }
1686
1687 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1688 {
1689         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1690 }
1691 #endif
1692
1693 void __init xen_reserve_top(void)
1694 {
1695 #ifdef CONFIG_X86_32
1696         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1697         struct xen_platform_parameters pp;
1698
1699         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1700                 top = pp.virt_start;
1701
1702         reserve_top_address(-top);
1703 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1708  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1709  */
1710 static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
1711 {
1712 #ifdef CONFIG_X86_64
1713         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1714 #else
1715         return __va(paddr);
1716 #endif
1717 }
1718
1719 /* Convert a machine address to physical address */
1720 static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
1721 {
1722         phys_addr_t paddr;
1723
1724         maddr &= XEN_PTE_MFN_MASK;
1725         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1726
1727         return paddr;
1728 }
1729
1730 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1731 static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
1732 {
1733         return __ka(m2p(maddr));
1734 }
1735
1736 /* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
1737 static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
1738                                        unsigned long flags)
1739 {
1740         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1741         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1742
1743         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1744                 BUG();
1745 }
1746 static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1747 {
1748         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1749 }
1750 #ifdef CONFIG_X86_32
1751 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1752 {
1753         unsigned pmdidx, pteidx;
1754         unsigned ident_pte;
1755         unsigned long pfn;
1756
1757         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1758                                       PAGE_SIZE);
1759
1760         ident_pte = 0;
1761         pfn = 0;
1762         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1763                 pte_t *pte_page;
1764
1765                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1766                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1767                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1768                 else {
1769                         /* Check for free pte pages */
1770                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1771                                 break;
1772
1773                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1774                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1775
1776                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1777                 }
1778
1779                 /* Install mappings */
1780                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1781                         pte_t pte;
1782
1783                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1784                                 max_pfn_mapped = pfn;
1785
1786                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1787                                 continue;
1788
1789                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1790                         pte_page[pteidx] = pte;
1791                 }
1792         }
1793
1794         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1795                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1796
1797         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1798 }
1799 #endif
1800 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1801 {
1802         struct xen_machphys_mapping mapping;
1803
1804         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1805                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1806                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1807         } else {
1808                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1809         }
1810 #ifdef CONFIG_X86_32
1811         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1812                 < machine_to_phys_mapping);
1813 #endif
1814 }
1815
1816 #ifdef CONFIG_X86_64
1817 static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
1818 {
1819         pte_t *pte = v;
1820         int i;
1821
1822         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1823            as ptes. */
1824         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1825                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1826 }
1827 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1828                                  unsigned long addr)
1829 {
1830         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1831                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1832                 clear_page((void *)addr);
1833                 (*pt_base)++;
1834         }
1835         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1836                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1837                 clear_page((void *)addr);
1838                 (*pt_end)--;
1839         }
1840 }
1841 /*
1842  * Set up the initial kernel pagetable.
1843  *
1844  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1845  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1846  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1847  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1848  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1849  * mapping once some sort of allocator has been set up.
1850  */
1851 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1852 {
1853         pud_t *l3;
1854         pmd_t *l2;
1855         unsigned long addr[3];
1856         unsigned long pt_base, pt_end;
1857         unsigned i;
1858
1859         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1860          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1861          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1862          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1863         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
1864                 max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
1865         else
1866                 max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1867
1868         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1869         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1870
1871         /* Zap identity mapping */
1872         init_top_pgt[0] = __pgd(0);
1873
1874         /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1875         /* L4[272] -> level3_ident_pgt  */
1876         /* L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1877         convert_pfn_mfn(init_top_pgt);
1878
1879         /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1880         convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1881         /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt */
1882         /* L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1883         convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1884
1885         /* L3_k[511][506] -> level1_fixmap_pgt */
1886         convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1887
1888         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1889         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1890         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1891
1892         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1893         addr[1] = (unsigned long)l3;
1894         addr[2] = (unsigned long)l2;
1895         /* Graft it onto L4[272][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1896          * Both L4[272][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1897          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1898          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1899          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1900          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1901         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1902         /* Graft it onto L4[511][510] */
1903         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1904
1905         /*
1906          * Zap execute permission from the ident map. Due to the sharing of
1907          * L1 entries we need to do this in the L2.
1908          */
1909         if (__supported_pte_mask & _PAGE_NX) {
1910                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; ++i) {
1911                         if (pmd_none(level2_ident_pgt[i]))
1912                                 continue;
1913                         level2_ident_pgt[i] = pmd_set_flags(level2_ident_pgt[i], _PAGE_NX);
1914                 }
1915         }
1916
1917         /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
1918         i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
1919         if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
1920                 init_top_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];
1921
1922         /* Make pagetable pieces RO */
1923         set_page_prot(init_top_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1924         set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1925         set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1926         set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1927         set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1928         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1929         set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1930         set_page_prot(level1_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1931
1932         /* Pin down new L4 */
1933         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1934                           PFN_DOWN(__pa_symbol(init_top_pgt)));
1935
1936         /* Unpin Xen-provided one */
1937         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1938
1939         /*
1940          * At this stage there can be no user pgd, and no page structure to
1941          * attach it to, so make sure we just set kernel pgd.
1942          */
1943         xen_mc_batch();
1944         __xen_write_cr3(true, __pa(init_top_pgt));
1945         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1946
1947         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
1948          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
1949          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
1950          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
1951          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
1952          */
1953         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
1954                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
1955
1956         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
1957         xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
1958         xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
1959         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
1960
1961         /* Revector the xen_start_info */
1962         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
1963 }
1964
1965 /*
1966  * Read a value from a physical address.
1967  */
1968 static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
1969 {
1970         unsigned long *vaddr;
1971         unsigned long val;
1972
1973         vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
1974         val = *vaddr;
1975         early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
1976         return val;
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
1981  * page tables. Don't rely on big pages being aligned in (guest) physical
1982  * space!
1983  */
1984 static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
1985 {
1986         phys_addr_t pa;
1987         pgd_t pgd;
1988         pud_t pud;
1989         pmd_t pmd;
1990         pte_t pte;
1991
1992         pa = read_cr3_pa();
1993         pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
1994                                                        sizeof(pgd)));
1995         if (!pgd_present(pgd))
1996                 return 0;
1997
1998         pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
1999         pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
2000                                                        sizeof(pud)));
2001         if (!pud_present(pud))
2002                 return 0;
2003         pa = pud_val(pud) & PTE_PFN_MASK;
2004         if (pud_large(pud))
2005                 return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);
2006
2007         pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
2008                                                        sizeof(pmd)));
2009         if (!pmd_present(pmd))
2010                 return 0;
2011         pa = pmd_val(pmd) & PTE_PFN_MASK;
2012         if (pmd_large(pmd))
2013                 return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);
2014
2015         pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
2016                                                        sizeof(pte)));
2017         if (!pte_present(pte))
2018                 return 0;
2019         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
2020
2021         return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
2026  * this area.
2027  */
2028 void __init xen_relocate_p2m(void)
2029 {
2030         phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys;
2031         unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
2032         int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud;
2033         pte_t *pt;
2034         pmd_t *pmd;
2035         pud_t *pud;
2036         pgd_t *pgd;
2037         unsigned long *new_p2m;
2038         int save_pud;
2039
2040         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
2041         n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
2042         n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
2043         n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
2044         n_pud = roundup(size, P4D_SIZE) >> P4D_SHIFT;
2045         n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud;
2046
2047         new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
2048         if (!new_area) {
2049                 xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
2050                 BUG();
2051         }
2052
2053         /*
2054          * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
2055          * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
2056          * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
2057          * address depending on the Xen version.
2058          * To avoid any possible virtual address collision, just use
2059          * 2 * PUD_SIZE for the new area.
2060          */
2061         pud_phys = new_area;
2062         pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
2063         pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
2064         p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;
2065
2066         pgd = __va(read_cr3_pa());
2067         new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
2068         save_pud = n_pud;
2069         for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
2070                 pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
2071                 clear_page(pud);
2072                 for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
2073                                 idx_pmd++) {
2074                         pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
2075                         clear_page(pmd);
2076                         for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
2077                                         idx_pt++) {
2078                                 pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
2079                                 clear_page(pt);
2080                                 for (idx_pte = 0;
2081                                                 idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
2082                                                 idx_pte++) {
2083                                         set_pte(pt + idx_pte,
2084                                                         pfn_pte(p2m_pfn, PAGE_KERNEL));
2085                                         p2m_pfn++;
2086                                 }
2087                                 n_pte -= PTRS_PER_PTE;
2088                                 early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
2089                                 make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
2090                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
2091                                                 PFN_DOWN(pt_phys));
2092                                 set_pmd(pmd + idx_pt,
2093                                                 __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys));
2094                                 pt_phys += PAGE_SIZE;
2095                         }
2096                         n_pt -= PTRS_PER_PMD;
2097                         early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
2098                         make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
2099                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
2100                                         PFN_DOWN(pmd_phys));
2101                         set_pud(pud + idx_pmd, __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys));
2102                         pmd_phys += PAGE_SIZE;
2103                 }
2104                 n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
2105                 early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
2106                 make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
2107                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
2108                 set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2109                 pud_phys += PAGE_SIZE;
2110         }
2111
2112         /* Now copy the old p2m info to the new area. */
2113         memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
2114         xen_p2m_addr = new_p2m;
2115
2116         /* Release the old p2m list and set new list info. */
2117         p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
2118         BUG_ON(!p2m_pfn);
2119         p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);
2120
2121         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
2122                 pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
2123                 pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
2124                           xen_start_info->nr_p2m_frames;
2125                 set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
2126         } else {
2127                 pfn = p2m_pfn;
2128                 pfn_end = p2m_pfn_end;
2129         }
2130
2131         memblock_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
2132         while (pfn < pfn_end) {
2133                 if (pfn == p2m_pfn) {
2134                         pfn = p2m_pfn_end;
2135                         continue;
2136                 }
2137                 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
2138                 pfn++;
2139         }
2140
2141         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
2142         xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
2143         xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
2144 }
2145
2146 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
2147 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2148 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2149
2150 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
2151 {
2152         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
2153
2154         BUG_ON(read_cr3_pa() != __pa(initial_page_table));
2155         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
2156
2157         /*
2158          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
2159          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
2160          * read-only and then pin it.
2161          *
2162          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
2163          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
2164          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
2165          * swapper_pg_dir.
2166          */
2167         swapper_kernel_pmd =
2168                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2169         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
2170         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2171                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2172         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2173
2174         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
2175         xen_write_cr3(cr3);
2176         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
2177
2178         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
2179                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2180         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2181         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2182
2183         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2184 }
2185
2186 /*
2187  * For 32 bit domains xen_start_info->pt_base is the pgd address which might be
2188  * not the first page table in the page table pool.
2189  * Iterate through the initial page tables to find the real page table base.
2190  */
2191 static phys_addr_t __init xen_find_pt_base(pmd_t *pmd)
2192 {
2193         phys_addr_t pt_base, paddr;
2194         unsigned pmdidx;
2195
2196         pt_base = min(__pa(xen_start_info->pt_base), __pa(pmd));
2197
2198         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++)
2199                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]) && !pmd_large(pmd[pmdidx])) {
2200                         paddr = m2p(pmd[pmdidx].pmd);
2201                         pt_base = min(pt_base, paddr);
2202                 }
2203
2204         return pt_base;
2205 }
2206
2207 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2208 {
2209         pmd_t *kernel_pmd;
2210
2211         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2212
2213         xen_pt_base = xen_find_pt_base(kernel_pmd);
2214         xen_pt_size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
2215
2216         initial_kernel_pmd =
2217                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2218
2219         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(xen_pt_base + xen_pt_size + 512 * 1024);
2220
2221         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2222
2223         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2224
2225         copy_page(initial_page_table, pgd);
2226         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2227                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2228
2229         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2230         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2231         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2232
2233         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2234
2235         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2236                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2237         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2238
2239         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2240 }
2241 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2242
2243 void __init xen_reserve_special_pages(void)
2244 {
2245         phys_addr_t paddr;
2246
2247         memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
2248         if (xen_start_info->store_mfn) {
2249                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
2250                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2251         }
2252         if (!xen_initial_domain()) {
2253                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
2254                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2255         }
2256 }
2257
2258 void __init xen_pt_check_e820(void)
2259 {
2260         if (xen_is_e820_reserved(xen_pt_base, xen_pt_size)) {
2261                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated page table memory conflicts with E820 map\n");
2262                 BUG();
2263         }
2264 }
2265
2266 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2267
2268 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2269 {
2270         pte_t pte;
2271
2272         phys >>= PAGE_SHIFT;
2273
2274         switch (idx) {
2275         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2276 #ifdef CONFIG_X86_32
2277         case FIX_WP_TEST:
2278 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2279         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2280 # endif
2281 #elif defined(CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION)
2282         case VSYSCALL_PAGE:
2283 #endif
2284         case FIX_TEXT_POKE0:
2285         case FIX_TEXT_POKE1:
2286                 /* All local page mappings */
2287                 pte = pfn_pte(phys, prot);
2288                 break;
2289
2290 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2291         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
2292                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2293                 break;
2294 #endif
2295
2296 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
2297         case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
2298                 /*
2299                  * We just don't map the IO APIC - all access is via
2300                  * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
2301                  */
2302                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2303                 break;
2304 #endif
2305
2306         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
2307                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
2308                    IO domain */
2309                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2310                 break;
2311
2312         default:
2313                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
2314                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2315                 break;
2316         }
2317
2318         __native_set_fixmap(idx, pte);
2319
2320 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
2321         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
2322            pagetable vsyscall mapping. */
2323         if (idx == VSYSCALL_PAGE) {
2324                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
2325                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
2326         }
2327 #endif
2328 }
2329
2330 static void __init xen_post_allocator_init(void)
2331 {
2332         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
2333         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
2334         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
2335 #ifdef CONFIG_X86_64
2336         pv_mmu_ops.set_p4d = xen_set_p4d;
2337 #endif
2338
2339         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2340            (which it hasn't) */
2341         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2342         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2343         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
2344         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
2345 #ifdef CONFIG_X86_64
2346         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2347         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
2348 #endif
2349         pv_mmu_ops.make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte);
2350
2351 #ifdef CONFIG_X86_64
2352         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2353         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
2354 #endif
2355         xen_mark_init_mm_pinned();
2356 }
2357
2358 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2359 {
2360         preempt_disable();
2361         xen_mc_flush();
2362         paravirt_leave_lazy_mmu();
2363         preempt_enable();
2364 }
2365
2366 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2367         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2368         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2369
2370         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2371         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2372
2373         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2374         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2375         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
2376         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2377
2378         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2379         .pgd_free = xen_pgd_free,
2380
2381         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2382         .release_pte = xen_release_pte_init,
2383         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2384         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2385
2386         .set_pte = xen_set_pte_init,
2387         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2388         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2389
2390         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2391         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2392
2393         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2394         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2395
2396         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte_init),
2397         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2398
2399 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2400         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2401         .pte_clear = xen_pte_clear,
2402         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2403 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2404         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2405
2406         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2407         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2408
2409 #ifdef CONFIG_X86_64
2410         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2411         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2412         .set_p4d = xen_set_p4d_hyper,
2413
2414         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2415         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2416 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2417
2418         .activate_mm = xen_activate_mm,
2419         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2420         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2421
2422         .lazy_mode = {
2423                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2424                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2425                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2426         },
2427
2428         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2429 };
2430
2431 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2432 {
2433         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2434
2435         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2436
2437         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2438 }
2439
2440 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2441 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2442 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2443
2444 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2445 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2446                                 unsigned long *in_frames,
2447                                 unsigned long *out_frames)
2448 {
2449         int i;
2450         struct multicall_space mcs;
2451
2452         xen_mc_batch();
2453         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2454                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2455
2456                 if (in_frames)
2457                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2458
2459                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2460                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2461
2462                 if (out_frames)
2463                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2464         }
2465         xen_mc_issue(0);
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2470  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2471  * mfn.
2472  */
2473 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2474                                      unsigned long *mfns,
2475                                      unsigned long first_mfn)
2476 {
2477         unsigned i, limit;
2478         unsigned long mfn;
2479
2480         xen_mc_batch();
2481
2482         limit = 1u << order;
2483         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2484                 struct multicall_space mcs;
2485                 unsigned flags;
2486
2487                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2488                 if (mfns)
2489                         mfn = mfns[i];
2490                 else
2491                         mfn = first_mfn + i;
2492
2493                 if (i < (limit - 1))
2494                         flags = 0;
2495                 else {
2496                         if (order == 0)
2497                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2498                         else
2499                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2500                 }
2501
2502                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2503                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2504
2505                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2506         }
2507
2508         xen_mc_issue(0);
2509 }
2510
2511 /*
2512  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2513  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2514  * input, and populates mfns as output.
2515  *
2516  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2517  * satisfy the request or not.
2518  */
2519 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2520                                unsigned long *pfns_in,
2521                                unsigned long extents_out,
2522                                unsigned int order_out,
2523                                unsigned long *mfns_out,
2524                                unsigned int address_bits)
2525 {
2526         long rc;
2527         int success;
2528
2529         struct xen_memory_exchange exchange = {
2530                 .in = {
2531                         .nr_extents   = extents_in,
2532                         .extent_order = order_in,
2533                         .extent_start = pfns_in,
2534                         .domid        = DOMID_SELF
2535                 },
2536                 .out = {
2537                         .nr_extents   = extents_out,
2538                         .extent_order = order_out,
2539                         .extent_start = mfns_out,
2540                         .address_bits = address_bits,
2541                         .domid        = DOMID_SELF
2542                 }
2543         };
2544
2545         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2546
2547         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2548         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2549
2550         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2551         BUG_ON(success && (rc != 0));
2552
2553         return success;
2554 }
2555
2556 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2557                                  unsigned int address_bits,
2558                                  dma_addr_t *dma_handle)
2559 {
2560         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2561         unsigned long  flags;
2562         int            success;
2563         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2564
2565         /*
2566          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2567          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2568          * this function are redundant and can be ignored.
2569          */
2570
2571         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2572                 return -ENOMEM;
2573
2574         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2575
2576         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2577
2578         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2579         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2580
2581         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2582         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2583         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2584                                       1, order, &out_frame,
2585                                       address_bits);
2586
2587         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2588         if (success)
2589                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2590         else
2591                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2592
2593         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2594
2595         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2596         return success ? 0 : -ENOMEM;
2597 }
2598 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2599
2600 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2601 {
2602         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2603         unsigned long  flags;
2604         int success;
2605         unsigned long vstart;
2606
2607         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2608                 return;
2609
2610         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2611         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2612
2613         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2614
2615         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2616         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2617
2618         /* 2. Zap current PTEs. */
2619         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2620
2621         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2622         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2623                                         0, out_frames, 0);
2624
2625         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2626         if (success)
2627                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2628         else
2629                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2630
2631         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2632 }
2633 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2634
2635 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
2636 phys_addr_t paddr_vmcoreinfo_note(void)
2637 {
2638         if (xen_pv_domain())
2639                 return virt_to_machine(vmcoreinfo_note).maddr;
2640         else
2641                 return __pa(vmcoreinfo_note);
2642 }
2643 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */