GNU Linux-libre 4.19.286-gnu1
[releases.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 #include <asm/tlb.h>
71
72 #include <asm/xen/hypercall.h>
73 #include <asm/xen/hypervisor.h>
74
75 #include <xen/xen.h>
76 #include <xen/page.h>
77 #include <xen/interface/xen.h>
78 #include <xen/interface/hvm/hvm_op.h>
79 #include <xen/interface/version.h>
80 #include <xen/interface/memory.h>
81 #include <xen/hvc-console.h>
82
83 #include "multicalls.h"
84 #include "mmu.h"
85 #include "debugfs.h"
86
87 #ifdef CONFIG_X86_32
88 /*
89  * Identity map, in addition to plain kernel map.  This needs to be
90  * large enough to allocate page table pages to allocate the rest.
91  * Each page can map 2MB.
92  */
93 #define LEVEL1_IDENT_ENTRIES    (PTRS_PER_PTE * 4)
94 static RESERVE_BRK_ARRAY(pte_t, level1_ident_pgt, LEVEL1_IDENT_ENTRIES);
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_X86_64
97 /* l3 pud for userspace vsyscall mapping */
98 static pud_t level3_user_vsyscall[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
99 #endif /* CONFIG_X86_64 */
100
101 /*
102  * Note about cr3 (pagetable base) values:
103  *
104  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
105  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
106  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
107  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
108  * be self-consistent.
109  *
110  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
111  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
112  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
113  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
114  */
115 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
116 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
117
118 static phys_addr_t xen_pt_base, xen_pt_size __initdata;
119
120 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(xen_struct_pages_ready);
121
122 /*
123  * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
124  * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
125  */
126 #define USER_LIMIT      ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)
127
128 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
129 {
130         pte_t *pte, ptev;
131         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
132         unsigned int level;
133
134         pte = lookup_address(address, &level);
135         if (pte == NULL)
136                 return;         /* vaddr missing */
137
138         ptev = pte_wrprotect(*pte);
139
140         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
141                 BUG();
142 }
143
144 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
145 {
146         pte_t *pte, ptev;
147         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
148         unsigned int level;
149
150         pte = lookup_address(address, &level);
151         if (pte == NULL)
152                 return;         /* vaddr missing */
153
154         ptev = pte_mkwrite(*pte);
155
156         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
157                 BUG();
158 }
159
160
161 /*
162  * During early boot all page table pages are pinned, but we do not have struct
163  * pages, so return true until struct pages are ready.
164  */
165 static bool xen_page_pinned(void *ptr)
166 {
167         if (static_branch_likely(&xen_struct_pages_ready)) {
168                 struct page *page = virt_to_page(ptr);
169
170                 return PagePinned(page);
171         }
172         return true;
173 }
174
175 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
176 {
177         struct multicall_space mcs;
178         struct mmu_update *u;
179
180         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
181
182         if (mcs.mc != NULL) {
183                 mcs.mc->args[1]++;
184         } else {
185                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
186                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
187         }
188
189         u = mcs.args;
190         *u = *update;
191 }
192
193 static void xen_extend_mmuext_op(const struct mmuext_op *op)
194 {
195         struct multicall_space mcs;
196         struct mmuext_op *u;
197
198         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmuext_op, sizeof(*u));
199
200         if (mcs.mc != NULL) {
201                 mcs.mc->args[1]++;
202         } else {
203                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
204                 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
205         }
206
207         u = mcs.args;
208         *u = *op;
209 }
210
211 static void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
212 {
213         struct mmu_update u;
214
215         preempt_disable();
216
217         xen_mc_batch();
218
219         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
220         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
221         u.val = pmd_val_ma(val);
222         xen_extend_mmu_update(&u);
223
224         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
225
226         preempt_enable();
227 }
228
229 static void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
230 {
231         trace_xen_mmu_set_pmd(ptr, val);
232
233         /* If page is not pinned, we can just update the entry
234            directly */
235         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
236                 *ptr = val;
237                 return;
238         }
239
240         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
241 }
242
243 /*
244  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
245  * and protection flags for that frame.
246  */
247 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
248 {
249         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
250 }
251
252 static bool xen_batched_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
253 {
254         struct mmu_update u;
255
256         if (paravirt_get_lazy_mode() != PARAVIRT_LAZY_MMU)
257                 return false;
258
259         xen_mc_batch();
260
261         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
262         u.val = pte_val_ma(pteval);
263         xen_extend_mmu_update(&u);
264
265         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
266
267         return true;
268 }
269
270 static inline void __xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
271 {
272         if (!xen_batched_set_pte(ptep, pteval)) {
273                 /*
274                  * Could call native_set_pte() here and trap and
275                  * emulate the PTE write but with 32-bit guests this
276                  * needs two traps (one for each of the two 32-bit
277                  * words in the PTE) so do one hypercall directly
278                  * instead.
279                  */
280                 struct mmu_update u;
281
282                 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
283                 u.val = pte_val_ma(pteval);
284                 HYPERVISOR_mmu_update(&u, 1, NULL, DOMID_SELF);
285         }
286 }
287
288 static void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
289 {
290         trace_xen_mmu_set_pte(ptep, pteval);
291         __xen_set_pte(ptep, pteval);
292 }
293
294 static void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
295                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
296 {
297         trace_xen_mmu_set_pte_at(mm, addr, ptep, pteval);
298         __xen_set_pte(ptep, pteval);
299 }
300
301 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
302                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
303 {
304         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
305         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_start(mm, addr, ptep, *ptep);
306         return *ptep;
307 }
308
309 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
310                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
311 {
312         struct mmu_update u;
313
314         trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_commit(mm, addr, ptep, pte);
315         xen_mc_batch();
316
317         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
318         u.val = pte_val_ma(pte);
319         xen_extend_mmu_update(&u);
320
321         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
322 }
323
324 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
325 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
326 {
327         if (val & _PAGE_PRESENT) {
328                 unsigned long mfn = (val & XEN_PTE_MFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
329                 unsigned long pfn = mfn_to_pfn(mfn);
330
331                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
332                 if (unlikely(pfn == ~0))
333                         val = flags & ~_PAGE_PRESENT;
334                 else
335                         val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
336         }
337
338         return val;
339 }
340
341 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
342 {
343         if (val & _PAGE_PRESENT) {
344                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
345                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
346                 unsigned long mfn;
347
348                 mfn = __pfn_to_mfn(pfn);
349
350                 /*
351                  * If there's no mfn for the pfn, then just create an
352                  * empty non-present pte.  Unfortunately this loses
353                  * information about the original pfn, so
354                  * pte_mfn_to_pfn is asymmetric.
355                  */
356                 if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY)) {
357                         mfn = 0;
358                         flags = 0;
359                 } else
360                         mfn &= ~(FOREIGN_FRAME_BIT | IDENTITY_FRAME_BIT);
361                 val = ((pteval_t)mfn << PAGE_SHIFT) | flags;
362         }
363
364         return val;
365 }
366
367 __visible pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
368 {
369         pteval_t pteval = pte.pte;
370
371         return pte_mfn_to_pfn(pteval);
372 }
373 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
374
375 __visible pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
376 {
377         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
378 }
379 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
380
381 __visible pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
382 {
383         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
384
385         return native_make_pte(pte);
386 }
387 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
388
389 __visible pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
390 {
391         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
392         return native_make_pgd(pgd);
393 }
394 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
395
396 __visible pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
397 {
398         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
399 }
400 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
401
402 static void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
403 {
404         struct mmu_update u;
405
406         preempt_disable();
407
408         xen_mc_batch();
409
410         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
411         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
412         u.val = pud_val_ma(val);
413         xen_extend_mmu_update(&u);
414
415         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
416
417         preempt_enable();
418 }
419
420 static void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
421 {
422         trace_xen_mmu_set_pud(ptr, val);
423
424         /* If page is not pinned, we can just update the entry
425            directly */
426         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
427                 *ptr = val;
428                 return;
429         }
430
431         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
432 }
433
434 #ifdef CONFIG_X86_PAE
435 static void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
436 {
437         trace_xen_mmu_set_pte_atomic(ptep, pte);
438         __xen_set_pte(ptep, pte);
439 }
440
441 static void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
442 {
443         trace_xen_mmu_pte_clear(mm, addr, ptep);
444         __xen_set_pte(ptep, native_make_pte(0));
445 }
446
447 static void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
448 {
449         trace_xen_mmu_pmd_clear(pmdp);
450         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
451 }
452 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
453
454 __visible pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
455 {
456         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
457         return native_make_pmd(pmd);
458 }
459 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
460
461 #ifdef CONFIG_X86_64
462 __visible pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
463 {
464         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
465 }
466 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
467
468 __visible pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
469 {
470         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
471
472         return native_make_pud(pud);
473 }
474 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
475
476 static pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
477 {
478         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
479         unsigned offset = pgd - pgd_page;
480         pgd_t *user_ptr = NULL;
481
482         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
483                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
484                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
485                 if (user_ptr)
486                         user_ptr += offset;
487         }
488
489         return user_ptr;
490 }
491
492 static void __xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
493 {
494         struct mmu_update u;
495
496         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
497         u.val = p4d_val_ma(val);
498         xen_extend_mmu_update(&u);
499 }
500
501 /*
502  * Raw hypercall-based set_p4d, intended for in early boot before
503  * there's a page structure.  This implies:
504  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
505  *  2. It is always pinned
506  *  3. It has no user pagetable attached to it
507  */
508 static void __init xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
509 {
510         preempt_disable();
511
512         xen_mc_batch();
513
514         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
515
516         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
517
518         preempt_enable();
519 }
520
521 static void xen_set_p4d(p4d_t *ptr, p4d_t val)
522 {
523         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd((pgd_t *)ptr);
524         pgd_t pgd_val;
525
526         trace_xen_mmu_set_p4d(ptr, (p4d_t *)user_ptr, val);
527
528         /* If page is not pinned, we can just update the entry
529            directly */
530         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
531                 *ptr = val;
532                 if (user_ptr) {
533                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
534                         pgd_val.pgd = p4d_val_ma(val);
535                         *user_ptr = pgd_val;
536                 }
537                 return;
538         }
539
540         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
541            user updates together. */
542         xen_mc_batch();
543
544         __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
545         if (user_ptr)
546                 __xen_set_p4d_hyper((p4d_t *)user_ptr, val);
547
548         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
549 }
550
551 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 5
552 __visible p4dval_t xen_p4d_val(p4d_t p4d)
553 {
554         return pte_mfn_to_pfn(p4d.p4d);
555 }
556 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_p4d_val);
557
558 __visible p4d_t xen_make_p4d(p4dval_t p4d)
559 {
560         p4d = pte_pfn_to_mfn(p4d);
561
562         return native_make_p4d(p4d);
563 }
564 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_p4d);
565 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 5 */
566 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
567
568 static int xen_pmd_walk(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
569                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
570                 bool last, unsigned long limit)
571 {
572         int i, nr, flush = 0;
573
574         nr = last ? pmd_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PMD;
575         for (i = 0; i < nr; i++) {
576                 if (!pmd_none(pmd[i]))
577                         flush |= (*func)(mm, pmd_page(pmd[i]), PT_PTE);
578         }
579         return flush;
580 }
581
582 static int xen_pud_walk(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
583                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
584                 bool last, unsigned long limit)
585 {
586         int i, nr, flush = 0;
587
588         nr = last ? pud_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PUD;
589         for (i = 0; i < nr; i++) {
590                 pmd_t *pmd;
591
592                 if (pud_none(pud[i]))
593                         continue;
594
595                 pmd = pmd_offset(&pud[i], 0);
596                 if (PTRS_PER_PMD > 1)
597                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
598                 flush |= xen_pmd_walk(mm, pmd, func,
599                                 last && i == nr - 1, limit);
600         }
601         return flush;
602 }
603
604 static int xen_p4d_walk(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
605                 int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *, enum pt_level),
606                 bool last, unsigned long limit)
607 {
608         int flush = 0;
609         pud_t *pud;
610
611
612         if (p4d_none(*p4d))
613                 return flush;
614
615         pud = pud_offset(p4d, 0);
616         if (PTRS_PER_PUD > 1)
617                 flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
618         flush |= xen_pud_walk(mm, pud, func, last, limit);
619         return flush;
620 }
621
622 /*
623  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
624  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
625  * callback function on each page it finds making up the page table,
626  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
627  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
628  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
629  * FIXADDR_TOP.
630  *
631  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
632  * because then we start getting into Xen's ptes.
633  *
634  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
635  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
636  */
637 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
638                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
639                                       enum pt_level),
640                           unsigned long limit)
641 {
642         int i, nr, flush = 0;
643         unsigned hole_low = 0, hole_high = 0;
644
645         /* The limit is the last byte to be touched */
646         limit--;
647         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
648
649 #ifdef CONFIG_X86_64
650         /*
651          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
652          * space, which contains the Xen mappings.
653          */
654         hole_low = pgd_index(GUARD_HOLE_BASE_ADDR);
655         hole_high = pgd_index(GUARD_HOLE_END_ADDR);
656 #endif
657
658         nr = pgd_index(limit) + 1;
659         for (i = 0; i < nr; i++) {
660                 p4d_t *p4d;
661
662                 if (i >= hole_low && i < hole_high)
663                         continue;
664
665                 if (pgd_none(pgd[i]))
666                         continue;
667
668                 p4d = p4d_offset(&pgd[i], 0);
669                 flush |= xen_p4d_walk(mm, p4d, func, i == nr - 1, limit);
670         }
671
672         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
673            a cue to do final things like tlb flushes. */
674         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
675
676         return flush;
677 }
678
679 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
680                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
681                                     enum pt_level),
682                         unsigned long limit)
683 {
684         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
685 }
686
687 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
688    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
689 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
690 {
691         spinlock_t *ptl = NULL;
692
693 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
694         ptl = ptlock_ptr(page);
695         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
696 #endif
697
698         return ptl;
699 }
700
701 static void xen_pte_unlock(void *v)
702 {
703         spinlock_t *ptl = v;
704         spin_unlock(ptl);
705 }
706
707 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
708 {
709         struct mmuext_op op;
710
711         op.cmd = level;
712         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
713
714         xen_extend_mmuext_op(&op);
715 }
716
717 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
718                         enum pt_level level)
719 {
720         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
721         int flush;
722
723         if (pgfl)
724                 flush = 0;              /* already pinned */
725         else if (PageHighMem(page))
726                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
727                    highpage */
728                 flush = 1;
729         else {
730                 void *pt = lowmem_page_address(page);
731                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
732                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
733                 spinlock_t *ptl;
734
735                 flush = 0;
736
737                 /*
738                  * We need to hold the pagetable lock between the time
739                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
740                  * it.  If we don't, then other users may come in and
741                  * attempt to update the pagetable by writing it,
742                  * which will fail because the memory is RO but not
743                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
744                  *
745                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
746                  * entire pagetable's worth of locks during the
747                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
748                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
749                  * page while holding the lock.  This means the number
750                  * of locks we end up holding is never more than a
751                  * batch size (~32 entries, at present).
752                  *
753                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
754                  * the PTE pages independently, because we're
755                  * protected by the overall pagetable lock.
756                  */
757                 ptl = NULL;
758                 if (level == PT_PTE)
759                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
760
761                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
762                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
763                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
764
765                 if (ptl) {
766                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
767
768                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
769                            is completed. */
770                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
771                 }
772         }
773
774         return flush;
775 }
776
777 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
778    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
779    read-only, and can be pinned. */
780 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
781 {
782         trace_xen_mmu_pgd_pin(mm, pgd);
783
784         xen_mc_batch();
785
786         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
787                 /* re-enable interrupts for flushing */
788                 xen_mc_issue(0);
789
790                 kmap_flush_unused();
791
792                 xen_mc_batch();
793         }
794
795 #ifdef CONFIG_X86_64
796         {
797                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
798
799                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
800
801                 if (user_pgd) {
802                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
803                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
804                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
805                 }
806         }
807 #else /* CONFIG_X86_32 */
808 #ifdef CONFIG_X86_PAE
809         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
810         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
811                      PT_PMD);
812 #endif
813         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
814 #endif /* CONFIG_X86_64 */
815         xen_mc_issue(0);
816 }
817
818 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
819 {
820         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
821 }
822
823 /*
824  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
825  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
826  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
827  * process is under construction or destruction).
828  *
829  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
830  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
831  * matter all that much.
832  */
833 void xen_mm_pin_all(void)
834 {
835         struct page *page;
836
837         spin_lock(&pgd_lock);
838
839         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
840                 if (!PagePinned(page)) {
841                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
842                         SetPageSavePinned(page);
843                 }
844         }
845
846         spin_unlock(&pgd_lock);
847 }
848
849 static int __init xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
850                                   enum pt_level level)
851 {
852         SetPagePinned(page);
853         return 0;
854 }
855
856 /*
857  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
858  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
859  * the book-keeping now once struct pages for allocated pages are
860  * initialized. This happens only after free_all_bootmem() is called.
861  */
862 static void __init xen_after_bootmem(void)
863 {
864         static_branch_enable(&xen_struct_pages_ready);
865 #ifdef CONFIG_X86_64
866         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
867 #endif
868         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
869 }
870
871 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
872                           enum pt_level level)
873 {
874         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
875
876         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
877                 void *pt = lowmem_page_address(page);
878                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
879                 spinlock_t *ptl = NULL;
880                 struct multicall_space mcs;
881
882                 /*
883                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
884                  * pte locks, we must be holding the lock for while
885                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
886                  * concurrent updates from seeing it in this
887                  * partially-pinned state.
888                  */
889                 if (level == PT_PTE) {
890                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
891
892                         if (ptl)
893                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
894                 }
895
896                 mcs = __xen_mc_entry(0);
897
898                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
899                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
900                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
901
902                 if (ptl) {
903                         /* unlock when batch completed */
904                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
905                 }
906         }
907
908         return 0;               /* never need to flush on unpin */
909 }
910
911 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
912 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
913 {
914         trace_xen_mmu_pgd_unpin(mm, pgd);
915
916         xen_mc_batch();
917
918         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
919
920 #ifdef CONFIG_X86_64
921         {
922                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
923
924                 if (user_pgd) {
925                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
926                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
927                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
928                 }
929         }
930 #endif
931
932 #ifdef CONFIG_X86_PAE
933         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
934         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
935                        PT_PMD);
936 #endif
937
938         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
939
940         xen_mc_issue(0);
941 }
942
943 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
944 {
945         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
946 }
947
948 /*
949  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
950  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
951  */
952 void xen_mm_unpin_all(void)
953 {
954         struct page *page;
955
956         spin_lock(&pgd_lock);
957
958         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
959                 if (PageSavePinned(page)) {
960                         BUG_ON(!PagePinned(page));
961                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
962                         ClearPageSavePinned(page);
963                 }
964         }
965
966         spin_unlock(&pgd_lock);
967 }
968
969 static void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
970 {
971         spin_lock(&next->page_table_lock);
972         xen_pgd_pin(next);
973         spin_unlock(&next->page_table_lock);
974 }
975
976 static void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
977 {
978         spin_lock(&mm->page_table_lock);
979         xen_pgd_pin(mm);
980         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
981 }
982
983 static void drop_mm_ref_this_cpu(void *info)
984 {
985         struct mm_struct *mm = info;
986
987         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == mm)
988                 leave_mm(smp_processor_id());
989
990         /*
991          * If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
992          * it has been flushed.
993          */
994         if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
995                 xen_mc_flush();
996 }
997
998 #ifdef CONFIG_SMP
999 /*
1000  * Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
1001  * we need to repoint it somewhere else before we can unpin it.
1002  */
1003 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1004 {
1005         cpumask_var_t mask;
1006         unsigned cpu;
1007
1008         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
1009
1010         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
1011         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
1012                 for_each_online_cpu(cpu) {
1013                         if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
1014                                 continue;
1015                         smp_call_function_single(cpu, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
1016                 }
1017                 return;
1018         }
1019
1020         /*
1021          * It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
1022          * cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
1023          * its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
1024          * look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1025          * if needed.
1026          */
1027         cpumask_clear(mask);
1028         for_each_online_cpu(cpu) {
1029                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1030                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1031         }
1032
1033         smp_call_function_many(mask, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
1034         free_cpumask_var(mask);
1035 }
1036 #else
1037 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1038 {
1039         drop_mm_ref_this_cpu(mm);
1040 }
1041 #endif
1042
1043 /*
1044  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1045  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1046  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1047  * hypervisor, which is moderately expensive.
1048  *
1049  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1050  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1051  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1052  *
1053  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1054  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1055  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1056  */
1057 static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1058 {
1059         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1060         xen_drop_mm_ref(mm);
1061         put_cpu();
1062
1063         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1064
1065         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1066         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1067                 xen_pgd_unpin(mm);
1068
1069         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1070 }
1071
1072 static void xen_post_allocator_init(void);
1073
1074 static void __init pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1075 {
1076         struct mmuext_op op;
1077
1078         op.cmd = cmd;
1079         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1080         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1081                 BUG();
1082 }
1083
1084 #ifdef CONFIG_X86_64
1085 static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
1086                                     unsigned long vaddr_end)
1087 {
1088         unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
1089         pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);
1090
1091         /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
1092          * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
1093         for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PTRS_PER_PMD));
1094                         pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
1095                 if (pmd_none(*pmd))
1096                         continue;
1097                 if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
1098                         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1099         }
1100         /* In case we did something silly, we should crash in this function
1101          * instead of somewhere later and be confusing. */
1102         xen_mc_flush();
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Make a page range writeable and free it.
1107  */
1108 static void __init xen_free_ro_pages(unsigned long paddr, unsigned long size)
1109 {
1110         void *vaddr = __va(paddr);
1111         void *vaddr_end = vaddr + size;
1112
1113         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE)
1114                 make_lowmem_page_readwrite(vaddr);
1115
1116         memblock_free(paddr, size);
1117 }
1118
1119 static void __init xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(void *pgtbl, bool unpin)
1120 {
1121         unsigned long pa = __pa(pgtbl) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1122
1123         if (unpin)
1124                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(pa));
1125         ClearPagePinned(virt_to_page(__va(pa)));
1126         xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1127 }
1128
1129 static void __init xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_t *pmd, bool unpin)
1130 {
1131         unsigned long pa;
1132         pte_t *pte_tbl;
1133         int i;
1134
1135         if (pmd_large(*pmd)) {
1136                 pa = pmd_val(*pmd) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1137                 xen_free_ro_pages(pa, PMD_SIZE);
1138                 return;
1139         }
1140
1141         pte_tbl = pte_offset_kernel(pmd, 0);
1142         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1143                 if (pte_none(pte_tbl[i]))
1144                         continue;
1145                 pa = pte_pfn(pte_tbl[i]) << PAGE_SHIFT;
1146                 xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
1147         }
1148         set_pmd(pmd, __pmd(0));
1149         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pte_tbl, unpin);
1150 }
1151
1152 static void __init xen_cleanmfnmap_pud(pud_t *pud, bool unpin)
1153 {
1154         unsigned long pa;
1155         pmd_t *pmd_tbl;
1156         int i;
1157
1158         if (pud_large(*pud)) {
1159                 pa = pud_val(*pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1160                 xen_free_ro_pages(pa, PUD_SIZE);
1161                 return;
1162         }
1163
1164         pmd_tbl = pmd_offset(pud, 0);
1165         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1166                 if (pmd_none(pmd_tbl[i]))
1167                         continue;
1168                 xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_tbl + i, unpin);
1169         }
1170         set_pud(pud, __pud(0));
1171         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pmd_tbl, unpin);
1172 }
1173
1174 static void __init xen_cleanmfnmap_p4d(p4d_t *p4d, bool unpin)
1175 {
1176         unsigned long pa;
1177         pud_t *pud_tbl;
1178         int i;
1179
1180         if (p4d_large(*p4d)) {
1181                 pa = p4d_val(*p4d) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
1182                 xen_free_ro_pages(pa, P4D_SIZE);
1183                 return;
1184         }
1185
1186         pud_tbl = pud_offset(p4d, 0);
1187         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1188                 if (pud_none(pud_tbl[i]))
1189                         continue;
1190                 xen_cleanmfnmap_pud(pud_tbl + i, unpin);
1191         }
1192         set_p4d(p4d, __p4d(0));
1193         xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pud_tbl, unpin);
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Since it is well isolated we can (and since it is perhaps large we should)
1198  * also free the page tables mapping the initial P->M table.
1199  */
1200 static void __init xen_cleanmfnmap(unsigned long vaddr)
1201 {
1202         pgd_t *pgd;
1203         p4d_t *p4d;
1204         bool unpin;
1205
1206         unpin = (vaddr == 2 * PGDIR_SIZE);
1207         vaddr &= PMD_MASK;
1208         pgd = pgd_offset_k(vaddr);
1209         p4d = p4d_offset(pgd, 0);
1210         if (!p4d_none(*p4d))
1211                 xen_cleanmfnmap_p4d(p4d, unpin);
1212 }
1213
1214 static void __init xen_pagetable_p2m_free(void)
1215 {
1216         unsigned long size;
1217         unsigned long addr;
1218
1219         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
1220
1221         /* No memory or already called. */
1222         if ((unsigned long)xen_p2m_addr == xen_start_info->mfn_list)
1223                 return;
1224
1225         /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
1226         memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);
1227
1228         addr = xen_start_info->mfn_list;
1229         /*
1230          * We could be in __ka space.
1231          * We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
1232          * using the __ka address of xen_start_info or
1233          * xen_start_info->shared_info they are in going to crash. Fortunatly
1234          * we have already revectored in xen_setup_kernel_pagetable.
1235          */
1236         size = roundup(size, PMD_SIZE);
1237
1238         if (addr >= __START_KERNEL_map) {
1239                 xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
1240                 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
1241                                   sizeof(unsigned long));
1242                 memblock_free(__pa(addr), size);
1243         } else {
1244                 xen_cleanmfnmap(addr);
1245         }
1246 }
1247
1248 static void __init xen_pagetable_cleanhighmap(void)
1249 {
1250         unsigned long size;
1251         unsigned long addr;
1252
1253         /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
1254          * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
1255          * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
1256          * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
1257          * As Xen is aligning the memory end to a 4MB boundary, for good
1258          * measure we also round up to PMD_SIZE * 2 - which means that if
1259          * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
1260          * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
1261          * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
1262         addr = xen_start_info->pt_base;
1263         size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
1264
1265         xen_cleanhighmap(addr, roundup(addr + size, PMD_SIZE * 2));
1266         xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
1267 }
1268 #endif
1269
1270 static void __init xen_pagetable_p2m_setup(void)
1271 {
1272         xen_vmalloc_p2m_tree();
1273
1274 #ifdef CONFIG_X86_64
1275         xen_pagetable_p2m_free();
1276
1277         xen_pagetable_cleanhighmap();
1278 #endif
1279         /* And revector! Bye bye old array */
1280         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
1281 }
1282
1283 static void __init xen_pagetable_init(void)
1284 {
1285         paging_init();
1286         xen_post_allocator_init();
1287
1288         xen_pagetable_p2m_setup();
1289
1290         /* Allocate and initialize top and mid mfn levels for p2m structure */
1291         xen_build_mfn_list_list();
1292
1293         /* Remap memory freed due to conflicts with E820 map */
1294         xen_remap_memory();
1295         xen_setup_mfn_list_list();
1296 }
1297 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1298 {
1299         this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1300 }
1301
1302 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1303 {
1304         return this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1305 }
1306
1307 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1308 {
1309         return this_cpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1310 }
1311
1312 static noinline void xen_flush_tlb(void)
1313 {
1314         struct mmuext_op *op;
1315         struct multicall_space mcs;
1316
1317         preempt_disable();
1318
1319         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1320
1321         op = mcs.args;
1322         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1323         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1324
1325         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1326
1327         preempt_enable();
1328 }
1329
1330 static void xen_flush_tlb_one_user(unsigned long addr)
1331 {
1332         struct mmuext_op *op;
1333         struct multicall_space mcs;
1334
1335         trace_xen_mmu_flush_tlb_one_user(addr);
1336
1337         preempt_disable();
1338
1339         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1340         op = mcs.args;
1341         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1342         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1343         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1344
1345         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1346
1347         preempt_enable();
1348 }
1349
1350 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1351                                  const struct flush_tlb_info *info)
1352 {
1353         struct {
1354                 struct mmuext_op op;
1355                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1356         } *args;
1357         struct multicall_space mcs;
1358         const size_t mc_entry_size = sizeof(args->op) +
1359                 sizeof(args->mask[0]) * BITS_TO_LONGS(num_possible_cpus());
1360
1361         trace_xen_mmu_flush_tlb_others(cpus, info->mm, info->start, info->end);
1362
1363         if (cpumask_empty(cpus))
1364                 return;         /* nothing to do */
1365
1366         mcs = xen_mc_entry(mc_entry_size);
1367         args = mcs.args;
1368         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1369
1370         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1371         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1372         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1373
1374         args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1375         if (info->end != TLB_FLUSH_ALL &&
1376             (info->end - info->start) <= PAGE_SIZE) {
1377                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1378                 args->op.arg1.linear_addr = info->start;
1379         }
1380
1381         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1382
1383         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1384 }
1385
1386 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1387 {
1388         return this_cpu_read(xen_cr3);
1389 }
1390
1391 static void set_current_cr3(void *v)
1392 {
1393         this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1394 }
1395
1396 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1397 {
1398         struct mmuext_op op;
1399         unsigned long mfn;
1400
1401         trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);
1402
1403         if (cr3)
1404                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1405         else
1406                 mfn = 0;
1407
1408         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1409
1410         op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1411         op.arg1.mfn = mfn;
1412
1413         xen_extend_mmuext_op(&op);
1414
1415         if (kernel) {
1416                 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1417
1418                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1419                    been submitted. */
1420                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1421         }
1422 }
1423 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1424 {
1425         BUG_ON(preemptible());
1426
1427         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1428
1429         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1430            respect to ipis */
1431         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1432
1433         __xen_write_cr3(true, cr3);
1434
1435 #ifdef CONFIG_X86_64
1436         {
1437                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1438                 if (user_pgd)
1439                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1440                 else
1441                         __xen_write_cr3(false, 0);
1442         }
1443 #endif
1444
1445         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1446 }
1447
1448 #ifdef CONFIG_X86_64
1449 /*
1450  * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
1451  * built pagetables for the guest. We diligently look over them
1452  * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropriate them in the
1453  * init_top_pgt and its friends. Then when we are happy we load
1454  * the new init_top_pgt - and continue on.
1455  *
1456  * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
1457  * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
1458  * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
1459  * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
1460  * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
1461  * at this point.
1462  *
1463  * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
1464  * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
1465  * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
1466  * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
1467  * hypervisor is in ring 0.
1468  */
1469 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
1470 {
1471         BUG_ON(preemptible());
1472
1473         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1474
1475         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1476            respect to ipis */
1477         this_cpu_write(xen_cr3, cr3);
1478
1479         __xen_write_cr3(true, cr3);
1480
1481         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1482 }
1483 #endif
1484
1485 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1486 {
1487         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1488         int ret = 0;
1489
1490         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1491
1492 #ifdef CONFIG_X86_64
1493         {
1494                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1495                 pgd_t *user_pgd;
1496
1497                 BUG_ON(page->private != 0);
1498
1499                 ret = -ENOMEM;
1500
1501                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1502                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1503
1504                 if (user_pgd != NULL) {
1505 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
1506                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
1507                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1508 #endif
1509                         ret = 0;
1510                 }
1511
1512                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1513         }
1514 #endif
1515         return ret;
1516 }
1517
1518 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1519 {
1520 #ifdef CONFIG_X86_64
1521         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1522
1523         if (user_pgd)
1524                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1525 #endif
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1530  * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
1531  *
1532  * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
1533  * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
1534  * drivers/xen/balloon.c).
1535  *
1536  * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
1537  * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
1538  * this point it is not possible to tell if a page is pinned or not,
1539  * so always write the PTE directly and rely on Xen trapping and
1540  * emulating any updates as necessary.
1541  */
1542 __visible pte_t xen_make_pte_init(pteval_t pte)
1543 {
1544 #ifdef CONFIG_X86_64
1545         unsigned long pfn;
1546
1547         /*
1548          * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
1549          * address range must be mapped read-only. This region contains the
1550          * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
1551          * mapped read-only.
1552          */
1553         pfn = (pte & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
1554         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map &&
1555             pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
1556             pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
1557                 pte &= ~_PAGE_RW;
1558 #endif
1559         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
1560         return native_make_pte(pte);
1561 }
1562 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte_init);
1563
1564 static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1565 {
1566 #ifdef CONFIG_X86_32
1567         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1568         if (pte_mfn(pte) != INVALID_P2M_ENTRY
1569             && pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1570                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1571                                pte_val_ma(pte));
1572 #endif
1573         __xen_set_pte(ptep, pte);
1574 }
1575
1576 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1577    everything is pinned. */
1578 static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1579 {
1580 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1581         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1582 #endif
1583         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1584         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1585 }
1586
1587 /* Used for pmd and pud */
1588 static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1589 {
1590 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1591         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1592 #endif
1593         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1594 }
1595
1596 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1597    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1598 static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1599 {
1600         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1601         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1602 }
1603
1604 static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1605 {
1606         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1607 }
1608
1609 static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1610 {
1611         struct multicall_space mcs;
1612         struct mmuext_op *op;
1613
1614         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1615         op = mcs.args;
1616         op->cmd = cmd;
1617         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1618
1619         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
1620 }
1621
1622 static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
1623 {
1624         struct multicall_space mcs;
1625         unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
1626
1627         mcs = __xen_mc_entry(0);
1628         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
1629                                 pfn_pte(pfn, prot), 0);
1630 }
1631
1632 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1633    attached to a pinned pagetable. */
1634 static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
1635                                     unsigned level)
1636 {
1637         bool pinned = xen_page_pinned(mm->pgd);
1638
1639         trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);
1640
1641         if (pinned) {
1642                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1643
1644                 if (static_branch_likely(&xen_struct_pages_ready))
1645                         SetPagePinned(page);
1646
1647                 if (!PageHighMem(page)) {
1648                         xen_mc_batch();
1649
1650                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
1651
1652                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1653                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1654
1655                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1656                 } else {
1657                         /* make sure there are no stray mappings of
1658                            this page */
1659                         kmap_flush_unused();
1660                 }
1661         }
1662 }
1663
1664 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1665 {
1666         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1667 }
1668
1669 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1670 {
1671         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1672 }
1673
1674 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1675 static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1676 {
1677         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1678         bool pinned = PagePinned(page);
1679
1680         trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);
1681
1682         if (pinned) {
1683                 if (!PageHighMem(page)) {
1684                         xen_mc_batch();
1685
1686                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
1687                                 __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1688
1689                         __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);
1690
1691                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1692                 }
1693                 ClearPagePinned(page);
1694         }
1695 }
1696
1697 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1698 {
1699         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1700 }
1701
1702 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1703 {
1704         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1705 }
1706
1707 #ifdef CONFIG_X86_64
1708 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1709 {
1710         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1711 }
1712
1713 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1714 {
1715         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1716 }
1717 #endif
1718
1719 void __init xen_reserve_top(void)
1720 {
1721 #ifdef CONFIG_X86_32
1722         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1723         struct xen_platform_parameters pp;
1724
1725         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1726                 top = pp.virt_start;
1727
1728         reserve_top_address(-top);
1729 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1734  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1735  */
1736 static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
1737 {
1738 #ifdef CONFIG_X86_64
1739         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1740 #else
1741         return __va(paddr);
1742 #endif
1743 }
1744
1745 /* Convert a machine address to physical address */
1746 static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
1747 {
1748         phys_addr_t paddr;
1749
1750         maddr &= XEN_PTE_MFN_MASK;
1751         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1752
1753         return paddr;
1754 }
1755
1756 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1757 static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
1758 {
1759         return __ka(m2p(maddr));
1760 }
1761
1762 /* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
1763 static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
1764                                        unsigned long flags)
1765 {
1766         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1767         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1768
1769         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
1770                 BUG();
1771 }
1772 static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1773 {
1774         return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
1775 }
1776 #ifdef CONFIG_X86_32
1777 static void __init xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1778 {
1779         unsigned pmdidx, pteidx;
1780         unsigned ident_pte;
1781         unsigned long pfn;
1782
1783         level1_ident_pgt = extend_brk(sizeof(pte_t) * LEVEL1_IDENT_ENTRIES,
1784                                       PAGE_SIZE);
1785
1786         ident_pte = 0;
1787         pfn = 0;
1788         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1789                 pte_t *pte_page;
1790
1791                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1792                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1793                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1794                 else {
1795                         /* Check for free pte pages */
1796                         if (ident_pte == LEVEL1_IDENT_ENTRIES)
1797                                 break;
1798
1799                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1800                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1801
1802                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1803                 }
1804
1805                 /* Install mappings */
1806                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1807                         pte_t pte;
1808
1809                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1810                                 max_pfn_mapped = pfn;
1811
1812                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1813                                 continue;
1814
1815                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1816                         pte_page[pteidx] = pte;
1817                 }
1818         }
1819
1820         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1821                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1822
1823         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1824 }
1825 #endif
1826 void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
1827 {
1828         struct xen_machphys_mapping mapping;
1829
1830         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
1831                 machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
1832                 machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
1833         } else {
1834                 machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
1835         }
1836 #ifdef CONFIG_X86_32
1837         WARN_ON((machine_to_phys_mapping + (machine_to_phys_nr - 1))
1838                 < machine_to_phys_mapping);
1839 #endif
1840 }
1841
1842 #ifdef CONFIG_X86_64
1843 static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
1844 {
1845         pte_t *pte = v;
1846         int i;
1847
1848         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1849            as ptes. */
1850         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1851                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1852 }
1853 static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
1854                                  unsigned long addr)
1855 {
1856         if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1857                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1858                 clear_page((void *)addr);
1859                 (*pt_base)++;
1860         }
1861         if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
1862                 set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
1863                 clear_page((void *)addr);
1864                 (*pt_end)--;
1865         }
1866 }
1867 /*
1868  * Set up the initial kernel pagetable.
1869  *
1870  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1871  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1872  * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
1873  * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
1874  * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
1875  * mapping once some sort of allocator has been set up.
1876  */
1877 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
1878 {
1879         pud_t *l3;
1880         pmd_t *l2;
1881         unsigned long addr[3];
1882         unsigned long pt_base, pt_end;
1883         unsigned i;
1884
1885         /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
1886          * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
1887          * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
1888          * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
1889         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
1890                 max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
1891         else
1892                 max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));
1893
1894         pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
1895         pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;
1896
1897         /* Zap identity mapping */
1898         init_top_pgt[0] = __pgd(0);
1899
1900         /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1901         /* L4[273] -> level3_ident_pgt  */
1902         /* L4[511] -> level3_kernel_pgt */
1903         convert_pfn_mfn(init_top_pgt);
1904
1905         /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
1906         convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1907         /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt */
1908         /* L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
1909         convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1910
1911         /* L3_k[511][508-FIXMAP_PMD_NUM ... 507] -> level1_fixmap_pgt */
1912         convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);
1913
1914         /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
1915         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1916         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1917
1918         addr[0] = (unsigned long)pgd;
1919         addr[1] = (unsigned long)l3;
1920         addr[2] = (unsigned long)l2;
1921         /* Graft it onto L4[273][0]. Note that we creating an aliasing problem:
1922          * Both L4[273][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
1923          * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
1924          * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
1925          * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
1926          * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
1927         copy_page(level2_ident_pgt, l2);
1928         /* Graft it onto L4[511][510] */
1929         copy_page(level2_kernel_pgt, l2);
1930
1931         /*
1932          * Zap execute permission from the ident map. Due to the sharing of
1933          * L1 entries we need to do this in the L2.
1934          */
1935         if (__supported_pte_mask & _PAGE_NX) {
1936                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; ++i) {
1937                         if (pmd_none(level2_ident_pgt[i]))
1938                                 continue;
1939                         level2_ident_pgt[i] = pmd_set_flags(level2_ident_pgt[i], _PAGE_NX);
1940                 }
1941         }
1942
1943         /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
1944         i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
1945         if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
1946                 init_top_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];
1947
1948         /* Make pagetable pieces RO */
1949         set_page_prot(init_top_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1950         set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1951         set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1952         set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1953         set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1954         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1955         set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1956
1957         for (i = 0; i < FIXMAP_PMD_NUM; i++) {
1958                 set_page_prot(level1_fixmap_pgt + i * PTRS_PER_PTE,
1959                               PAGE_KERNEL_RO);
1960         }
1961
1962         /* Pin down new L4 */
1963         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1964                           PFN_DOWN(__pa_symbol(init_top_pgt)));
1965
1966         /* Unpin Xen-provided one */
1967         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1968
1969         /*
1970          * At this stage there can be no user pgd, and no page structure to
1971          * attach it to, so make sure we just set kernel pgd.
1972          */
1973         xen_mc_batch();
1974         __xen_write_cr3(true, __pa(init_top_pgt));
1975         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1976
1977         /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
1978          * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
1979          * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
1980          * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
1981          * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
1982          */
1983         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
1984                 check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);
1985
1986         /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
1987         xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
1988         xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
1989         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
1990
1991         /* Revector the xen_start_info */
1992         xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
1993 }
1994
1995 /*
1996  * Read a value from a physical address.
1997  */
1998 static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
1999 {
2000         unsigned long *vaddr;
2001         unsigned long val;
2002
2003         vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
2004         val = *vaddr;
2005         early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
2006         return val;
2007 }
2008
2009 /*
2010  * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
2011  * page tables. Don't rely on big pages being aligned in (guest) physical
2012  * space!
2013  */
2014 static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
2015 {
2016         phys_addr_t pa;
2017         pgd_t pgd;
2018         pud_t pud;
2019         pmd_t pmd;
2020         pte_t pte;
2021
2022         pa = read_cr3_pa();
2023         pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
2024                                                        sizeof(pgd)));
2025         if (!pgd_present(pgd))
2026                 return 0;
2027
2028         pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
2029         pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
2030                                                        sizeof(pud)));
2031         if (!pud_present(pud))
2032                 return 0;
2033         pa = pud_val(pud) & PTE_PFN_MASK;
2034         if (pud_large(pud))
2035                 return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);
2036
2037         pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
2038                                                        sizeof(pmd)));
2039         if (!pmd_present(pmd))
2040                 return 0;
2041         pa = pmd_val(pmd) & PTE_PFN_MASK;
2042         if (pmd_large(pmd))
2043                 return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);
2044
2045         pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
2046                                                        sizeof(pte)));
2047         if (!pte_present(pte))
2048                 return 0;
2049         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
2050
2051         return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
2056  * this area.
2057  */
2058 void __init xen_relocate_p2m(void)
2059 {
2060         phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys;
2061         unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
2062         int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud;
2063         pte_t *pt;
2064         pmd_t *pmd;
2065         pud_t *pud;
2066         pgd_t *pgd;
2067         unsigned long *new_p2m;
2068
2069         size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
2070         n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
2071         n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
2072         n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
2073         n_pud = roundup(size, P4D_SIZE) >> P4D_SHIFT;
2074         n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud;
2075
2076         new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
2077         if (!new_area) {
2078                 xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
2079                 BUG();
2080         }
2081
2082         /*
2083          * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
2084          * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
2085          * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
2086          * address depending on the Xen version.
2087          * To avoid any possible virtual address collision, just use
2088          * 2 * PUD_SIZE for the new area.
2089          */
2090         pud_phys = new_area;
2091         pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
2092         pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
2093         p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;
2094
2095         pgd = __va(read_cr3_pa());
2096         new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
2097         for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
2098                 pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
2099                 clear_page(pud);
2100                 for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
2101                                 idx_pmd++) {
2102                         pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
2103                         clear_page(pmd);
2104                         for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
2105                                         idx_pt++) {
2106                                 pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
2107                                 clear_page(pt);
2108                                 for (idx_pte = 0;
2109                                      idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
2110                                      idx_pte++) {
2111                                         pt[idx_pte] = pfn_pte(p2m_pfn,
2112                                                               PAGE_KERNEL);
2113                                         p2m_pfn++;
2114                                 }
2115                                 n_pte -= PTRS_PER_PTE;
2116                                 early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
2117                                 make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
2118                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
2119                                                 PFN_DOWN(pt_phys));
2120                                 pmd[idx_pt] = __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys);
2121                                 pt_phys += PAGE_SIZE;
2122                         }
2123                         n_pt -= PTRS_PER_PMD;
2124                         early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
2125                         make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
2126                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
2127                                         PFN_DOWN(pmd_phys));
2128                         pud[idx_pmd] = __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys);
2129                         pmd_phys += PAGE_SIZE;
2130                 }
2131                 n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
2132                 early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
2133                 make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
2134                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
2135                 set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
2136                 pud_phys += PAGE_SIZE;
2137         }
2138
2139         /* Now copy the old p2m info to the new area. */
2140         memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
2141         xen_p2m_addr = new_p2m;
2142
2143         /* Release the old p2m list and set new list info. */
2144         p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
2145         BUG_ON(!p2m_pfn);
2146         p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);
2147
2148         if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
2149                 pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
2150                 pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
2151                           xen_start_info->nr_p2m_frames;
2152                 set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
2153         } else {
2154                 pfn = p2m_pfn;
2155                 pfn_end = p2m_pfn_end;
2156         }
2157
2158         memblock_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
2159         while (pfn < pfn_end) {
2160                 if (pfn == p2m_pfn) {
2161                         pfn = p2m_pfn_end;
2162                         continue;
2163                 }
2164                 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
2165                 pfn++;
2166         }
2167
2168         xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
2169         xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
2170         xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
2171 }
2172
2173 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
2174 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, initial_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2175 static RESERVE_BRK_ARRAY(pmd_t, swapper_kernel_pmd, PTRS_PER_PMD);
2176 RESERVE_BRK(fixup_kernel_pmd, PAGE_SIZE);
2177 RESERVE_BRK(fixup_kernel_pte, PAGE_SIZE);
2178
2179 static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
2180 {
2181         unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir));
2182
2183         BUG_ON(read_cr3_pa() != __pa(initial_page_table));
2184         BUG_ON(cr3 != __pa(swapper_pg_dir));
2185
2186         /*
2187          * We are switching to swapper_pg_dir for the first time (from
2188          * initial_page_table) and therefore need to mark that page
2189          * read-only and then pin it.
2190          *
2191          * Xen disallows sharing of kernel PMDs for PAE
2192          * guests. Therefore we must copy the kernel PMD from
2193          * initial_page_table into a new kernel PMD to be used in
2194          * swapper_pg_dir.
2195          */
2196         swapper_kernel_pmd =
2197                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2198         copy_page(swapper_kernel_pmd, initial_kernel_pmd);
2199         swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2200                 __pgd(__pa(swapper_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2201         set_page_prot(swapper_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2202
2203         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
2204         xen_write_cr3(cr3);
2205         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, pfn);
2206
2207         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
2208                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2209         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL);
2210         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL);
2211
2212         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2213 }
2214
2215 /*
2216  * For 32 bit domains xen_start_info->pt_base is the pgd address which might be
2217  * not the first page table in the page table pool.
2218  * Iterate through the initial page tables to find the real page table base.
2219  */
2220 static phys_addr_t __init xen_find_pt_base(pmd_t *pmd)
2221 {
2222         phys_addr_t pt_base, paddr;
2223         unsigned pmdidx;
2224
2225         pt_base = min(__pa(xen_start_info->pt_base), __pa(pmd));
2226
2227         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++)
2228                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]) && !pmd_large(pmd[pmdidx])) {
2229                         paddr = m2p(pmd[pmdidx].pmd);
2230                         pt_base = min(pt_base, paddr);
2231                 }
2232
2233         return pt_base;
2234 }
2235
2236 void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
2237 {
2238         pmd_t *kernel_pmd;
2239
2240         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
2241
2242         xen_pt_base = xen_find_pt_base(kernel_pmd);
2243         xen_pt_size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;
2244
2245         initial_kernel_pmd =
2246                 extend_brk(sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD, PAGE_SIZE);
2247
2248         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(xen_pt_base + xen_pt_size + 512 * 1024);
2249
2250         copy_page(initial_kernel_pmd, kernel_pmd);
2251
2252         xen_map_identity_early(initial_kernel_pmd, max_pfn);
2253
2254         copy_page(initial_page_table, pgd);
2255         initial_page_table[KERNEL_PGD_BOUNDARY] =
2256                 __pgd(__pa(initial_kernel_pmd) | _PAGE_PRESENT);
2257
2258         set_page_prot(initial_kernel_pmd, PAGE_KERNEL_RO);
2259         set_page_prot(initial_page_table, PAGE_KERNEL_RO);
2260         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
2261
2262         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
2263
2264         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
2265                           PFN_DOWN(__pa(initial_page_table)));
2266         xen_write_cr3(__pa(initial_page_table));
2267
2268         memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);
2269 }
2270 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2271
2272 void __init xen_reserve_special_pages(void)
2273 {
2274         phys_addr_t paddr;
2275
2276         memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
2277         if (xen_start_info->store_mfn) {
2278                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
2279                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2280         }
2281         if (!xen_initial_domain()) {
2282                 paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
2283                 memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
2284         }
2285 }
2286
2287 void __init xen_pt_check_e820(void)
2288 {
2289         if (xen_is_e820_reserved(xen_pt_base, xen_pt_size)) {
2290                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated page table memory conflicts with E820 map\n");
2291                 BUG();
2292         }
2293 }
2294
2295 static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
2296
2297 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
2298 {
2299         pte_t pte;
2300
2301         phys >>= PAGE_SHIFT;
2302
2303         switch (idx) {
2304         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
2305 #ifdef CONFIG_X86_32
2306         case FIX_WP_TEST:
2307 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
2308         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
2309 # endif
2310 #elif defined(CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION)
2311         case VSYSCALL_PAGE:
2312 #endif
2313         case FIX_TEXT_POKE0:
2314         case FIX_TEXT_POKE1:
2315                 /* All local page mappings */
2316                 pte = pfn_pte(phys, prot);
2317                 break;
2318
2319 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2320         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
2321                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2322                 break;
2323 #endif
2324
2325 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
2326         case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
2327                 /*
2328                  * We just don't map the IO APIC - all access is via
2329                  * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
2330                  */
2331                 pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
2332                 break;
2333 #endif
2334
2335         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
2336                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
2337                    IO domain */
2338                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2339                 break;
2340
2341         default:
2342                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
2343                 pte = mfn_pte(phys, prot);
2344                 break;
2345         }
2346
2347         __native_set_fixmap(idx, pte);
2348
2349 #ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
2350         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
2351            pagetable vsyscall mapping. */
2352         if (idx == VSYSCALL_PAGE) {
2353                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
2354                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
2355         }
2356 #endif
2357 }
2358
2359 static void __init xen_post_allocator_init(void)
2360 {
2361         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
2362         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
2363         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
2364 #ifdef CONFIG_X86_64
2365         pv_mmu_ops.set_p4d = xen_set_p4d;
2366 #endif
2367
2368         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
2369            (which it hasn't) */
2370         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
2371         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
2372         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
2373         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
2374 #ifdef CONFIG_X86_64
2375         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
2376         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
2377 #endif
2378         pv_mmu_ops.make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte);
2379
2380 #ifdef CONFIG_X86_64
2381         pv_mmu_ops.write_cr3 = &xen_write_cr3;
2382 #endif
2383 }
2384
2385 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
2386 {
2387         preempt_disable();
2388         xen_mc_flush();
2389         paravirt_leave_lazy_mmu();
2390         preempt_enable();
2391 }
2392
2393 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initconst = {
2394         .read_cr2 = xen_read_cr2,
2395         .write_cr2 = xen_write_cr2,
2396
2397         .read_cr3 = xen_read_cr3,
2398         .write_cr3 = xen_write_cr3_init,
2399
2400         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
2401         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
2402         .flush_tlb_one_user = xen_flush_tlb_one_user,
2403         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
2404         .tlb_remove_table = tlb_remove_table,
2405
2406         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
2407         .pgd_free = xen_pgd_free,
2408
2409         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
2410         .release_pte = xen_release_pte_init,
2411         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
2412         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
2413
2414         .set_pte = xen_set_pte_init,
2415         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
2416         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
2417
2418         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
2419         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
2420
2421         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
2422         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
2423
2424         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte_init),
2425         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
2426
2427 #ifdef CONFIG_X86_PAE
2428         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2429         .pte_clear = xen_pte_clear,
2430         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2431 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2432         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2433
2434         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2435         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2436
2437 #ifdef CONFIG_X86_64
2438         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2439         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2440         .set_p4d = xen_set_p4d_hyper,
2441
2442         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2443         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2444
2445 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 5
2446         .p4d_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_p4d_val),
2447         .make_p4d = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_p4d),
2448 #endif
2449 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
2450
2451         .activate_mm = xen_activate_mm,
2452         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2453         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2454
2455         .lazy_mode = {
2456                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2457                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2458                 .flush = paravirt_flush_lazy_mmu,
2459         },
2460
2461         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2462 };
2463
2464 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2465 {
2466         x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
2467         x86_init.hyper.init_after_bootmem = xen_after_bootmem;
2468
2469         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2470
2471         memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
2472 }
2473
2474 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2475 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2476 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2477
2478 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2479 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2480                                 unsigned long *in_frames,
2481                                 unsigned long *out_frames)
2482 {
2483         int i;
2484         struct multicall_space mcs;
2485
2486         xen_mc_batch();
2487         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2488                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2489
2490                 if (in_frames)
2491                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2492
2493                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2494                 __set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2495
2496                 if (out_frames)
2497                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2498         }
2499         xen_mc_issue(0);
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2504  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2505  * mfn.
2506  */
2507 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2508                                      unsigned long *mfns,
2509                                      unsigned long first_mfn)
2510 {
2511         unsigned i, limit;
2512         unsigned long mfn;
2513
2514         xen_mc_batch();
2515
2516         limit = 1u << order;
2517         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2518                 struct multicall_space mcs;
2519                 unsigned flags;
2520
2521                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2522                 if (mfns)
2523                         mfn = mfns[i];
2524                 else
2525                         mfn = first_mfn + i;
2526
2527                 if (i < (limit - 1))
2528                         flags = 0;
2529                 else {
2530                         if (order == 0)
2531                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2532                         else
2533                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2534                 }
2535
2536                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2537                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2538
2539                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2540         }
2541
2542         xen_mc_issue(0);
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2547  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2548  * input, and populates mfns as output.
2549  *
2550  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2551  * satisfy the request or not.
2552  */
2553 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2554                                unsigned long *pfns_in,
2555                                unsigned long extents_out,
2556                                unsigned int order_out,
2557                                unsigned long *mfns_out,
2558                                unsigned int address_bits)
2559 {
2560         long rc;
2561         int success;
2562
2563         struct xen_memory_exchange exchange = {
2564                 .in = {
2565                         .nr_extents   = extents_in,
2566                         .extent_order = order_in,
2567                         .extent_start = pfns_in,
2568                         .domid        = DOMID_SELF
2569                 },
2570                 .out = {
2571                         .nr_extents   = extents_out,
2572                         .extent_order = order_out,
2573                         .extent_start = mfns_out,
2574                         .address_bits = address_bits,
2575                         .domid        = DOMID_SELF
2576                 }
2577         };
2578
2579         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2580
2581         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2582         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2583
2584         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2585         BUG_ON(success && (rc != 0));
2586
2587         return success;
2588 }
2589
2590 int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
2591                                  unsigned int address_bits,
2592                                  dma_addr_t *dma_handle)
2593 {
2594         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2595         unsigned long  flags;
2596         int            success;
2597         unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2598
2599         /*
2600          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2601          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2602          * this function are redundant and can be ignored.
2603          */
2604
2605         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2606                 return -ENOMEM;
2607
2608         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2609
2610         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2611
2612         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2613         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2614
2615         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2616         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2617         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2618                                       1, order, &out_frame,
2619                                       address_bits);
2620
2621         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2622         if (success)
2623                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2624         else
2625                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2626
2627         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2628
2629         *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
2630         return success ? 0 : -ENOMEM;
2631 }
2632 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2633
2634 void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
2635 {
2636         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2637         unsigned long  flags;
2638         int success;
2639         unsigned long vstart;
2640
2641         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2642                 return;
2643
2644         vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
2645         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2646
2647         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2648
2649         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2650         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2651
2652         /* 2. Zap current PTEs. */
2653         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2654
2655         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2656         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2657                                         0, out_frames, 0);
2658
2659         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2660         if (success)
2661                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2662         else
2663                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2664
2665         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2666 }
2667 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2668
2669 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
2670 phys_addr_t paddr_vmcoreinfo_note(void)
2671 {
2672         if (xen_pv_domain())
2673                 return virt_to_machine(vmcoreinfo_note).maddr;
2674         else
2675                 return __pa(vmcoreinfo_note);
2676 }
2677 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */