xen: set vma flag VM_PFNMAP in the privcmd mmap file_op
[pandora-kernel.git] / arch / x86 / xen / mmu.c
1 /*
2  * Xen mmu operations
3  *
4  * This file contains the various mmu fetch and update operations.
5  * The most important job they must perform is the mapping between the
6  * domain's pfn and the overall machine mfns.
7  *
8  * Xen allows guests to directly update the pagetable, in a controlled
9  * fashion.  In other words, the guest modifies the same pagetable
10  * that the CPU actually uses, which eliminates the overhead of having
11  * a separate shadow pagetable.
12  *
13  * In order to allow this, it falls on the guest domain to map its
14  * notion of a "physical" pfn - which is just a domain-local linear
15  * address - into a real "machine address" which the CPU's MMU can
16  * use.
17  *
18  * A pgd_t/pmd_t/pte_t will typically contain an mfn, and so can be
19  * inserted directly into the pagetable.  When creating a new
20  * pte/pmd/pgd, it converts the passed pfn into an mfn.  Conversely,
21  * when reading the content back with __(pgd|pmd|pte)_val, it converts
22  * the mfn back into a pfn.
23  *
24  * The other constraint is that all pages which make up a pagetable
25  * must be mapped read-only in the guest.  This prevents uncontrolled
26  * guest updates to the pagetable.  Xen strictly enforces this, and
27  * will disallow any pagetable update which will end up mapping a
28  * pagetable page RW, and will disallow using any writable page as a
29  * pagetable.
30  *
31  * Naively, when loading %cr3 with the base of a new pagetable, Xen
32  * would need to validate the whole pagetable before going on.
33  * Naturally, this is quite slow.  The solution is to "pin" a
34  * pagetable, which enforces all the constraints on the pagetable even
35  * when it is not actively in use.  This menas that Xen can be assured
36  * that it is still valid when you do load it into %cr3, and doesn't
37  * need to revalidate it.
38  *
39  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
40  */
41 #include <linux/sched.h>
42 #include <linux/highmem.h>
43 #include <linux/debugfs.h>
44 #include <linux/bug.h>
45 #include <linux/vmalloc.h>
46 #include <linux/module.h>
47 #include <linux/gfp.h>
48
49 #include <asm/pgtable.h>
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/fixmap.h>
52 #include <asm/mmu_context.h>
53 #include <asm/setup.h>
54 #include <asm/paravirt.h>
55 #include <asm/e820.h>
56 #include <asm/linkage.h>
57 #include <asm/page.h>
58
59 #include <asm/xen/hypercall.h>
60 #include <asm/xen/hypervisor.h>
61
62 #include <xen/xen.h>
63 #include <xen/page.h>
64 #include <xen/interface/xen.h>
65 #include <xen/interface/hvm/hvm_op.h>
66 #include <xen/interface/version.h>
67 #include <xen/interface/memory.h>
68 #include <xen/hvc-console.h>
69
70 #include "multicalls.h"
71 #include "mmu.h"
72 #include "debugfs.h"
73
74 #define MMU_UPDATE_HISTO        30
75
76 /*
77  * Protects atomic reservation decrease/increase against concurrent increases.
78  * Also protects non-atomic updates of current_pages and driver_pages, and
79  * balloon lists.
80  */
81 DEFINE_SPINLOCK(xen_reservation_lock);
82
83 #ifdef CONFIG_XEN_DEBUG_FS
84
85 static struct {
86         u32 pgd_update;
87         u32 pgd_update_pinned;
88         u32 pgd_update_batched;
89
90         u32 pud_update;
91         u32 pud_update_pinned;
92         u32 pud_update_batched;
93
94         u32 pmd_update;
95         u32 pmd_update_pinned;
96         u32 pmd_update_batched;
97
98         u32 pte_update;
99         u32 pte_update_pinned;
100         u32 pte_update_batched;
101
102         u32 mmu_update;
103         u32 mmu_update_extended;
104         u32 mmu_update_histo[MMU_UPDATE_HISTO];
105
106         u32 prot_commit;
107         u32 prot_commit_batched;
108
109         u32 set_pte_at;
110         u32 set_pte_at_batched;
111         u32 set_pte_at_pinned;
112         u32 set_pte_at_current;
113         u32 set_pte_at_kernel;
114 } mmu_stats;
115
116 static u8 zero_stats;
117
118 static inline void check_zero(void)
119 {
120         if (unlikely(zero_stats)) {
121                 memset(&mmu_stats, 0, sizeof(mmu_stats));
122                 zero_stats = 0;
123         }
124 }
125
126 #define ADD_STATS(elem, val)                    \
127         do { check_zero(); mmu_stats.elem += (val); } while(0)
128
129 #else  /* !CONFIG_XEN_DEBUG_FS */
130
131 #define ADD_STATS(elem, val)    do { (void)(val); } while(0)
132
133 #endif /* CONFIG_XEN_DEBUG_FS */
134
135
136 /*
137  * Identity map, in addition to plain kernel map.  This needs to be
138  * large enough to allocate page table pages to allocate the rest.
139  * Each page can map 2MB.
140  */
141 static pte_t level1_ident_pgt[PTRS_PER_PTE * 4] __page_aligned_bss;
142
143 #ifdef CONFIG_X86_64
144 /* l3 pud for userspace vsyscall mapping */
145 static pud_t level3_user_vsyscall[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
146 #endif /* CONFIG_X86_64 */
147
148 /*
149  * Note about cr3 (pagetable base) values:
150  *
151  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
152  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
153  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
154  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
155  * be self-consistent.
156  *
157  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
158  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
159  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
160  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
161  */
162 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
163 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
164
165
166 /*
167  * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
168  * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
169  */
170 #define USER_LIMIT      ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)
171
172
173 #define P2M_ENTRIES_PER_PAGE    (PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long))
174 #define TOP_ENTRIES             (MAX_DOMAIN_PAGES / P2M_ENTRIES_PER_PAGE)
175
176 /* Placeholder for holes in the address space */
177 static unsigned long p2m_missing[P2M_ENTRIES_PER_PAGE] __page_aligned_data =
178                 { [ 0 ... P2M_ENTRIES_PER_PAGE-1 ] = ~0UL };
179
180  /* Array of pointers to pages containing p2m entries */
181 static unsigned long *p2m_top[TOP_ENTRIES] __page_aligned_data =
182                 { [ 0 ... TOP_ENTRIES - 1] = &p2m_missing[0] };
183
184 /* Arrays of p2m arrays expressed in mfns used for save/restore */
185 static unsigned long p2m_top_mfn[TOP_ENTRIES] __page_aligned_bss;
186
187 static unsigned long p2m_top_mfn_list[TOP_ENTRIES / P2M_ENTRIES_PER_PAGE]
188         __page_aligned_bss;
189
190 static inline unsigned p2m_top_index(unsigned long pfn)
191 {
192         BUG_ON(pfn >= MAX_DOMAIN_PAGES);
193         return pfn / P2M_ENTRIES_PER_PAGE;
194 }
195
196 static inline unsigned p2m_index(unsigned long pfn)
197 {
198         return pfn % P2M_ENTRIES_PER_PAGE;
199 }
200
201 /* Build the parallel p2m_top_mfn structures */
202 void xen_build_mfn_list_list(void)
203 {
204         unsigned pfn, idx;
205
206         for (pfn = 0; pfn < MAX_DOMAIN_PAGES; pfn += P2M_ENTRIES_PER_PAGE) {
207                 unsigned topidx = p2m_top_index(pfn);
208
209                 p2m_top_mfn[topidx] = virt_to_mfn(p2m_top[topidx]);
210         }
211
212         for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(p2m_top_mfn_list); idx++) {
213                 unsigned topidx = idx * P2M_ENTRIES_PER_PAGE;
214                 p2m_top_mfn_list[idx] = virt_to_mfn(&p2m_top_mfn[topidx]);
215         }
216 }
217
218 void xen_setup_mfn_list_list(void)
219 {
220         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
221
222         HYPERVISOR_shared_info->arch.pfn_to_mfn_frame_list_list =
223                 virt_to_mfn(p2m_top_mfn_list);
224         HYPERVISOR_shared_info->arch.max_pfn = xen_start_info->nr_pages;
225 }
226
227 /* Set up p2m_top to point to the domain-builder provided p2m pages */
228 void __init xen_build_dynamic_phys_to_machine(void)
229 {
230         unsigned long *mfn_list = (unsigned long *)xen_start_info->mfn_list;
231         unsigned long max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, xen_start_info->nr_pages);
232         unsigned pfn;
233
234         for (pfn = 0; pfn < max_pfn; pfn += P2M_ENTRIES_PER_PAGE) {
235                 unsigned topidx = p2m_top_index(pfn);
236
237                 p2m_top[topidx] = &mfn_list[pfn];
238         }
239
240         xen_build_mfn_list_list();
241 }
242
243 unsigned long get_phys_to_machine(unsigned long pfn)
244 {
245         unsigned topidx, idx;
246
247         if (unlikely(pfn >= MAX_DOMAIN_PAGES))
248                 return INVALID_P2M_ENTRY;
249
250         topidx = p2m_top_index(pfn);
251         idx = p2m_index(pfn);
252         return p2m_top[topidx][idx];
253 }
254 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_phys_to_machine);
255
256 /* install a  new p2m_top page */
257 bool install_p2mtop_page(unsigned long pfn, unsigned long *p)
258 {
259         unsigned topidx = p2m_top_index(pfn);
260         unsigned long **pfnp, *mfnp;
261         unsigned i;
262
263         pfnp = &p2m_top[topidx];
264         mfnp = &p2m_top_mfn[topidx];
265
266         for (i = 0; i < P2M_ENTRIES_PER_PAGE; i++)
267                 p[i] = INVALID_P2M_ENTRY;
268
269         if (cmpxchg(pfnp, p2m_missing, p) == p2m_missing) {
270                 *mfnp = virt_to_mfn(p);
271                 return true;
272         }
273
274         return false;
275 }
276
277 static void alloc_p2m(unsigned long pfn)
278 {
279         unsigned long *p;
280
281         p = (void *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NOFAIL);
282         BUG_ON(p == NULL);
283
284         if (!install_p2mtop_page(pfn, p))
285                 free_page((unsigned long)p);
286 }
287
288 /* Try to install p2m mapping; fail if intermediate bits missing */
289 bool __set_phys_to_machine(unsigned long pfn, unsigned long mfn)
290 {
291         unsigned topidx, idx;
292
293         if (unlikely(pfn >= MAX_DOMAIN_PAGES)) {
294                 BUG_ON(mfn != INVALID_P2M_ENTRY);
295                 return true;
296         }
297
298         topidx = p2m_top_index(pfn);
299         if (p2m_top[topidx] == p2m_missing) {
300                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY)
301                         return true;
302                 return false;
303         }
304
305         idx = p2m_index(pfn);
306         p2m_top[topidx][idx] = mfn;
307
308         return true;
309 }
310
311 void set_phys_to_machine(unsigned long pfn, unsigned long mfn)
312 {
313         if (unlikely(xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))) {
314                 BUG_ON(pfn != mfn && mfn != INVALID_P2M_ENTRY);
315                 return;
316         }
317
318         if (unlikely(!__set_phys_to_machine(pfn, mfn)))  {
319                 alloc_p2m(pfn);
320
321                 if (!__set_phys_to_machine(pfn, mfn))
322                         BUG();
323         }
324 }
325
326 unsigned long arbitrary_virt_to_mfn(void *vaddr)
327 {
328         xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(vaddr);
329
330         return PFN_DOWN(maddr.maddr);
331 }
332
333 xmaddr_t arbitrary_virt_to_machine(void *vaddr)
334 {
335         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
336         unsigned int level;
337         pte_t *pte;
338         unsigned offset;
339
340         /*
341          * if the PFN is in the linear mapped vaddr range, we can just use
342          * the (quick) virt_to_machine() p2m lookup
343          */
344         if (virt_addr_valid(vaddr))
345                 return virt_to_machine(vaddr);
346
347         /* otherwise we have to do a (slower) full page-table walk */
348
349         pte = lookup_address(address, &level);
350         BUG_ON(pte == NULL);
351         offset = address & ~PAGE_MASK;
352         return XMADDR(((phys_addr_t)pte_mfn(*pte) << PAGE_SHIFT) + offset);
353 }
354
355 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
356 {
357         pte_t *pte, ptev;
358         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
359         unsigned int level;
360
361         pte = lookup_address(address, &level);
362         BUG_ON(pte == NULL);
363
364         ptev = pte_wrprotect(*pte);
365
366         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
367                 BUG();
368 }
369
370 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
371 {
372         pte_t *pte, ptev;
373         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
374         unsigned int level;
375
376         pte = lookup_address(address, &level);
377         BUG_ON(pte == NULL);
378
379         ptev = pte_mkwrite(*pte);
380
381         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
382                 BUG();
383 }
384
385
386 static bool xen_page_pinned(void *ptr)
387 {
388         struct page *page = virt_to_page(ptr);
389
390         return PagePinned(page);
391 }
392
393 static bool xen_iomap_pte(pte_t pte)
394 {
395         return pte_flags(pte) & _PAGE_IOMAP;
396 }
397
398 void xen_set_domain_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval, unsigned domid)
399 {
400         struct multicall_space mcs;
401         struct mmu_update *u;
402
403         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*u));
404         u = mcs.args;
405
406         /* ptep might be kmapped when using 32-bit HIGHPTE */
407         u->ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptep).maddr;
408         u->val = pte_val_ma(pteval);
409
410         MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, domid);
411
412         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
413 }
414 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_set_domain_pte);
415
416 static void xen_set_iomap_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
417 {
418         xen_set_domain_pte(ptep, pteval, DOMID_IO);
419 }
420
421 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
422 {
423         struct multicall_space mcs;
424         struct mmu_update *u;
425
426         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
427
428         if (mcs.mc != NULL) {
429                 ADD_STATS(mmu_update_extended, 1);
430                 ADD_STATS(mmu_update_histo[mcs.mc->args[1]], -1);
431
432                 mcs.mc->args[1]++;
433
434                 if (mcs.mc->args[1] < MMU_UPDATE_HISTO)
435                         ADD_STATS(mmu_update_histo[mcs.mc->args[1]], 1);
436                 else
437                         ADD_STATS(mmu_update_histo[0], 1);
438         } else {
439                 ADD_STATS(mmu_update, 1);
440                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
441                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
442                 ADD_STATS(mmu_update_histo[1], 1);
443         }
444
445         u = mcs.args;
446         *u = *update;
447 }
448
449 void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
450 {
451         struct mmu_update u;
452
453         preempt_disable();
454
455         xen_mc_batch();
456
457         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
458         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
459         u.val = pmd_val_ma(val);
460         xen_extend_mmu_update(&u);
461
462         ADD_STATS(pmd_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
463
464         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
465
466         preempt_enable();
467 }
468
469 void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
470 {
471         ADD_STATS(pmd_update, 1);
472
473         /* If page is not pinned, we can just update the entry
474            directly */
475         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
476                 *ptr = val;
477                 return;
478         }
479
480         ADD_STATS(pmd_update_pinned, 1);
481
482         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
483 }
484
485 /*
486  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
487  * and protection flags for that frame.
488  */
489 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
490 {
491         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
492 }
493
494 void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
495                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
496 {
497         if (xen_iomap_pte(pteval)) {
498                 xen_set_iomap_pte(ptep, pteval);
499                 goto out;
500         }
501
502         ADD_STATS(set_pte_at, 1);
503 //      ADD_STATS(set_pte_at_pinned, xen_page_pinned(ptep));
504         ADD_STATS(set_pte_at_current, mm == current->mm);
505         ADD_STATS(set_pte_at_kernel, mm == &init_mm);
506
507         if (mm == current->mm || mm == &init_mm) {
508                 if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU) {
509                         struct multicall_space mcs;
510                         mcs = xen_mc_entry(0);
511
512                         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, addr, pteval, 0);
513                         ADD_STATS(set_pte_at_batched, 1);
514                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
515                         goto out;
516                 } else
517                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(addr, pteval, 0) == 0)
518                                 goto out;
519         }
520         xen_set_pte(ptep, pteval);
521
522 out:    return;
523 }
524
525 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
526                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
527 {
528         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
529         return *ptep;
530 }
531
532 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
533                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
534 {
535         struct mmu_update u;
536
537         xen_mc_batch();
538
539         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
540         u.val = pte_val_ma(pte);
541         xen_extend_mmu_update(&u);
542
543         ADD_STATS(prot_commit, 1);
544         ADD_STATS(prot_commit_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
545
546         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
547 }
548
549 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
550 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
551 {
552         if (val & _PAGE_PRESENT) {
553                 unsigned long mfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
554                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
555                 val = ((pteval_t)mfn_to_pfn(mfn) << PAGE_SHIFT) | flags;
556         }
557
558         return val;
559 }
560
561 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
562 {
563         if (val & _PAGE_PRESENT) {
564                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
565                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
566                 val = ((pteval_t)pfn_to_mfn(pfn) << PAGE_SHIFT) | flags;
567         }
568
569         return val;
570 }
571
572 static pteval_t iomap_pte(pteval_t val)
573 {
574         if (val & _PAGE_PRESENT) {
575                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
576                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
577
578                 /* We assume the pte frame number is a MFN, so
579                    just use it as-is. */
580                 val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
581         }
582
583         return val;
584 }
585
586 pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
587 {
588         if (xen_initial_domain() && (pte.pte & _PAGE_IOMAP))
589                 return pte.pte;
590
591         return pte_mfn_to_pfn(pte.pte);
592 }
593 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
594
595 pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
596 {
597         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
598 }
599 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
600
601 pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
602 {
603         phys_addr_t addr = (pte & PTE_PFN_MASK);
604
605         /*
606          * Unprivileged domains are allowed to do IOMAPpings for
607          * PCI passthrough, but not map ISA space.  The ISA
608          * mappings are just dummy local mappings to keep other
609          * parts of the kernel happy.
610          */
611         if (unlikely(pte & _PAGE_IOMAP) &&
612             (xen_initial_domain() || addr >= ISA_END_ADDRESS)) {
613                 pte = iomap_pte(pte);
614         } else {
615                 pte &= ~_PAGE_IOMAP;
616                 pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
617         }
618
619         return native_make_pte(pte);
620 }
621 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
622
623 pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
624 {
625         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
626         return native_make_pgd(pgd);
627 }
628 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
629
630 pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
631 {
632         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
633 }
634 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
635
636 void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
637 {
638         struct mmu_update u;
639
640         preempt_disable();
641
642         xen_mc_batch();
643
644         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
645         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
646         u.val = pud_val_ma(val);
647         xen_extend_mmu_update(&u);
648
649         ADD_STATS(pud_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
650
651         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
652
653         preempt_enable();
654 }
655
656 void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
657 {
658         ADD_STATS(pud_update, 1);
659
660         /* If page is not pinned, we can just update the entry
661            directly */
662         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
663                 *ptr = val;
664                 return;
665         }
666
667         ADD_STATS(pud_update_pinned, 1);
668
669         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
670 }
671
672 void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
673 {
674         if (xen_iomap_pte(pte)) {
675                 xen_set_iomap_pte(ptep, pte);
676                 return;
677         }
678
679         ADD_STATS(pte_update, 1);
680 //      ADD_STATS(pte_update_pinned, xen_page_pinned(ptep));
681         ADD_STATS(pte_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
682
683 #ifdef CONFIG_X86_PAE
684         ptep->pte_high = pte.pte_high;
685         smp_wmb();
686         ptep->pte_low = pte.pte_low;
687 #else
688         *ptep = pte;
689 #endif
690 }
691
692 #ifdef CONFIG_X86_PAE
693 void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
694 {
695         if (xen_iomap_pte(pte)) {
696                 xen_set_iomap_pte(ptep, pte);
697                 return;
698         }
699
700         set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
701 }
702
703 void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
704 {
705         ptep->pte_low = 0;
706         smp_wmb();              /* make sure low gets written first */
707         ptep->pte_high = 0;
708 }
709
710 void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
711 {
712         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
713 }
714 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
715
716 pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
717 {
718         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
719         return native_make_pmd(pmd);
720 }
721 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
722
723 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
724 pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
725 {
726         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
727 }
728 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
729
730 pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
731 {
732         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
733
734         return native_make_pud(pud);
735 }
736 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
737
738 pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
739 {
740         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
741         unsigned offset = pgd - pgd_page;
742         pgd_t *user_ptr = NULL;
743
744         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
745                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
746                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
747                 if (user_ptr)
748                         user_ptr += offset;
749         }
750
751         return user_ptr;
752 }
753
754 static void __xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
755 {
756         struct mmu_update u;
757
758         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
759         u.val = pgd_val_ma(val);
760         xen_extend_mmu_update(&u);
761 }
762
763 /*
764  * Raw hypercall-based set_pgd, intended for in early boot before
765  * there's a page structure.  This implies:
766  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
767  *  2. It is always pinned
768  *  3. It has no user pagetable attached to it
769  */
770 void __init xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
771 {
772         preempt_disable();
773
774         xen_mc_batch();
775
776         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
777
778         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
779
780         preempt_enable();
781 }
782
783 void xen_set_pgd(pgd_t *ptr, pgd_t val)
784 {
785         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd(ptr);
786
787         ADD_STATS(pgd_update, 1);
788
789         /* If page is not pinned, we can just update the entry
790            directly */
791         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
792                 *ptr = val;
793                 if (user_ptr) {
794                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
795                         *user_ptr = val;
796                 }
797                 return;
798         }
799
800         ADD_STATS(pgd_update_pinned, 1);
801         ADD_STATS(pgd_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
802
803         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
804            user updates together. */
805         xen_mc_batch();
806
807         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
808         if (user_ptr)
809                 __xen_set_pgd_hyper(user_ptr, val);
810
811         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
812 }
813 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS == 4 */
814
815 /*
816  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
817  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
818  * callback function on each page it finds making up the page table,
819  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
820  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
821  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
822  * FIXADDR_TOP.
823  *
824  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
825  * because then we start getting into Xen's ptes.
826  *
827  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
828  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
829  */
830 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
831                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
832                                       enum pt_level),
833                           unsigned long limit)
834 {
835         int flush = 0;
836         unsigned hole_low, hole_high;
837         unsigned pgdidx_limit, pudidx_limit, pmdidx_limit;
838         unsigned pgdidx, pudidx, pmdidx;
839
840         /* The limit is the last byte to be touched */
841         limit--;
842         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
843
844         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
845                 return 0;
846
847         /*
848          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
849          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
850          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
851          */
852         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
853         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
854
855         pgdidx_limit = pgd_index(limit);
856 #if PTRS_PER_PUD > 1
857         pudidx_limit = pud_index(limit);
858 #else
859         pudidx_limit = 0;
860 #endif
861 #if PTRS_PER_PMD > 1
862         pmdidx_limit = pmd_index(limit);
863 #else
864         pmdidx_limit = 0;
865 #endif
866
867         for (pgdidx = 0; pgdidx <= pgdidx_limit; pgdidx++) {
868                 pud_t *pud;
869
870                 if (pgdidx >= hole_low && pgdidx < hole_high)
871                         continue;
872
873                 if (!pgd_val(pgd[pgdidx]))
874                         continue;
875
876                 pud = pud_offset(&pgd[pgdidx], 0);
877
878                 if (PTRS_PER_PUD > 1) /* not folded */
879                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
880
881                 for (pudidx = 0; pudidx < PTRS_PER_PUD; pudidx++) {
882                         pmd_t *pmd;
883
884                         if (pgdidx == pgdidx_limit &&
885                             pudidx > pudidx_limit)
886                                 goto out;
887
888                         if (pud_none(pud[pudidx]))
889                                 continue;
890
891                         pmd = pmd_offset(&pud[pudidx], 0);
892
893                         if (PTRS_PER_PMD > 1) /* not folded */
894                                 flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
895
896                         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++) {
897                                 struct page *pte;
898
899                                 if (pgdidx == pgdidx_limit &&
900                                     pudidx == pudidx_limit &&
901                                     pmdidx > pmdidx_limit)
902                                         goto out;
903
904                                 if (pmd_none(pmd[pmdidx]))
905                                         continue;
906
907                                 pte = pmd_page(pmd[pmdidx]);
908                                 flush |= (*func)(mm, pte, PT_PTE);
909                         }
910                 }
911         }
912
913 out:
914         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
915            a cue to do final things like tlb flushes. */
916         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
917
918         return flush;
919 }
920
921 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
922                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
923                                     enum pt_level),
924                         unsigned long limit)
925 {
926         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
927 }
928
929 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
930    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
931 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
932 {
933         spinlock_t *ptl = NULL;
934
935 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
936         ptl = __pte_lockptr(page);
937         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
938 #endif
939
940         return ptl;
941 }
942
943 static void xen_pte_unlock(void *v)
944 {
945         spinlock_t *ptl = v;
946         spin_unlock(ptl);
947 }
948
949 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
950 {
951         struct mmuext_op *op;
952         struct multicall_space mcs;
953
954         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
955         op = mcs.args;
956         op->cmd = level;
957         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
958         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
959 }
960
961 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
962                         enum pt_level level)
963 {
964         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
965         int flush;
966
967         if (pgfl)
968                 flush = 0;              /* already pinned */
969         else if (PageHighMem(page))
970                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
971                    highpage */
972                 flush = 1;
973         else {
974                 void *pt = lowmem_page_address(page);
975                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
976                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
977                 spinlock_t *ptl;
978
979                 flush = 0;
980
981                 /*
982                  * We need to hold the pagetable lock between the time
983                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
984                  * it.  If we don't, then other users may come in and
985                  * attempt to update the pagetable by writing it,
986                  * which will fail because the memory is RO but not
987                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
988                  *
989                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
990                  * entire pagetable's worth of locks during the
991                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
992                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
993                  * page while holding the lock.  This means the number
994                  * of locks we end up holding is never more than a
995                  * batch size (~32 entries, at present).
996                  *
997                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
998                  * the PTE pages independently, because we're
999                  * protected by the overall pagetable lock.
1000                  */
1001                 ptl = NULL;
1002                 if (level == PT_PTE)
1003                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
1004
1005                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
1006                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
1007                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
1008
1009                 if (ptl) {
1010                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1011
1012                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
1013                            is completed. */
1014                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
1015                 }
1016         }
1017
1018         return flush;
1019 }
1020
1021 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
1022    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
1023    read-only, and can be pinned. */
1024 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1025 {
1026         xen_mc_batch();
1027
1028         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
1029                 /* re-enable interrupts for flushing */
1030                 xen_mc_issue(0);
1031
1032                 kmap_flush_unused();
1033
1034                 xen_mc_batch();
1035         }
1036
1037 #ifdef CONFIG_X86_64
1038         {
1039                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1040
1041                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1042
1043                 if (user_pgd) {
1044                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
1045                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1046                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
1047                 }
1048         }
1049 #else /* CONFIG_X86_32 */
1050 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1051         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
1052         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
1053                      PT_PMD);
1054 #endif
1055         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1056 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1057         xen_mc_issue(0);
1058 }
1059
1060 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
1061 {
1062         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
1063 }
1064
1065 /*
1066  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
1067  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
1068  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
1069  * process is under construction or destruction).
1070  *
1071  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
1072  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
1073  * matter all that much.
1074  */
1075 void xen_mm_pin_all(void)
1076 {
1077         unsigned long flags;
1078         struct page *page;
1079
1080         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1081
1082         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1083                 if (!PagePinned(page)) {
1084                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
1085                         SetPageSavePinned(page);
1086                 }
1087         }
1088
1089         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1090 }
1091
1092 /*
1093  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
1094  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
1095  * the book-keeping now.
1096  */
1097 static __init int xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
1098                                   enum pt_level level)
1099 {
1100         SetPagePinned(page);
1101         return 0;
1102 }
1103
1104 static void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
1105 {
1106         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
1107 }
1108
1109 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
1110                           enum pt_level level)
1111 {
1112         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
1113
1114         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
1115                 void *pt = lowmem_page_address(page);
1116                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1117                 spinlock_t *ptl = NULL;
1118                 struct multicall_space mcs;
1119
1120                 /*
1121                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
1122                  * pte locks, we must be holding the lock for while
1123                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
1124                  * concurrent updates from seeing it in this
1125                  * partially-pinned state.
1126                  */
1127                 if (level == PT_PTE) {
1128                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
1129
1130                         if (ptl)
1131                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1132                 }
1133
1134                 mcs = __xen_mc_entry(0);
1135
1136                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
1137                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
1138                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
1139
1140                 if (ptl) {
1141                         /* unlock when batch completed */
1142                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
1143                 }
1144         }
1145
1146         return 0;               /* never need to flush on unpin */
1147 }
1148
1149 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
1150 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1151 {
1152         xen_mc_batch();
1153
1154         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1155
1156 #ifdef CONFIG_X86_64
1157         {
1158                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1159
1160                 if (user_pgd) {
1161                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
1162                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
1163                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
1164                 }
1165         }
1166 #endif
1167
1168 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1169         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
1170         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
1171                        PT_PMD);
1172 #endif
1173
1174         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
1175
1176         xen_mc_issue(0);
1177 }
1178
1179 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
1180 {
1181         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
1182 }
1183
1184 /*
1185  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
1186  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
1187  */
1188 void xen_mm_unpin_all(void)
1189 {
1190         unsigned long flags;
1191         struct page *page;
1192
1193         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1194
1195         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1196                 if (PageSavePinned(page)) {
1197                         BUG_ON(!PagePinned(page));
1198                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
1199                         ClearPageSavePinned(page);
1200                 }
1201         }
1202
1203         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1204 }
1205
1206 void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
1207 {
1208         spin_lock(&next->page_table_lock);
1209         xen_pgd_pin(next);
1210         spin_unlock(&next->page_table_lock);
1211 }
1212
1213 void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
1214 {
1215         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1216         xen_pgd_pin(mm);
1217         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1218 }
1219
1220
1221 #ifdef CONFIG_SMP
1222 /* Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
1223    we need to repoint it somewhere else before we can unpin it. */
1224 static void drop_other_mm_ref(void *info)
1225 {
1226         struct mm_struct *mm = info;
1227         struct mm_struct *active_mm;
1228
1229         active_mm = percpu_read(cpu_tlbstate.active_mm);
1230
1231         if (active_mm == mm)
1232                 leave_mm(smp_processor_id());
1233
1234         /* If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
1235            it has been flushed. */
1236         if (percpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
1237                 load_cr3(swapper_pg_dir);
1238 }
1239
1240 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1241 {
1242         cpumask_var_t mask;
1243         unsigned cpu;
1244
1245         if (current->active_mm == mm) {
1246                 if (current->mm == mm)
1247                         load_cr3(swapper_pg_dir);
1248                 else
1249                         leave_mm(smp_processor_id());
1250         }
1251
1252         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
1253         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
1254                 for_each_online_cpu(cpu) {
1255                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, mm_cpumask(mm))
1256                             && per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
1257                                 continue;
1258                         smp_call_function_single(cpu, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1259                 }
1260                 return;
1261         }
1262         cpumask_copy(mask, mm_cpumask(mm));
1263
1264         /* It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
1265            cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
1266            its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
1267            look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1268            if needed. */
1269         for_each_online_cpu(cpu) {
1270                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1271                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1272         }
1273
1274         if (!cpumask_empty(mask))
1275                 smp_call_function_many(mask, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1276         free_cpumask_var(mask);
1277 }
1278 #else
1279 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1280 {
1281         if (current->active_mm == mm)
1282                 load_cr3(swapper_pg_dir);
1283 }
1284 #endif
1285
1286 /*
1287  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1288  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1289  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1290  * hypervisor, which is moderately expensive.
1291  *
1292  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1293  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1294  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1295  *
1296  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1297  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1298  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1299  */
1300 void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1301 {
1302         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1303         xen_drop_mm_ref(mm);
1304         put_cpu();
1305
1306         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1307
1308         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1309         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1310                 xen_pgd_unpin(mm);
1311
1312         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1313 }
1314
1315 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
1316 {
1317 }
1318
1319 static void xen_post_allocator_init(void);
1320
1321 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
1322 {
1323         xen_setup_shared_info();
1324         xen_post_allocator_init();
1325 }
1326
1327 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1328 {
1329         percpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1330 }
1331
1332 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1333 {
1334         return percpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1335 }
1336
1337 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1338 {
1339         return percpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1340 }
1341
1342 static void xen_flush_tlb(void)
1343 {
1344         struct mmuext_op *op;
1345         struct multicall_space mcs;
1346
1347         preempt_disable();
1348
1349         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1350
1351         op = mcs.args;
1352         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1353         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1354
1355         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1356
1357         preempt_enable();
1358 }
1359
1360 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1361 {
1362         struct mmuext_op *op;
1363         struct multicall_space mcs;
1364
1365         preempt_disable();
1366
1367         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1368         op = mcs.args;
1369         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1370         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1371         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1372
1373         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1374
1375         preempt_enable();
1376 }
1377
1378 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1379                                  struct mm_struct *mm, unsigned long va)
1380 {
1381         struct {
1382                 struct mmuext_op op;
1383                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1384         } *args;
1385         struct multicall_space mcs;
1386
1387         if (cpumask_empty(cpus))
1388                 return;         /* nothing to do */
1389
1390         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
1391         args = mcs.args;
1392         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1393
1394         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1395         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1396         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1397
1398         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
1399                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1400         } else {
1401                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1402                 args->op.arg1.linear_addr = va;
1403         }
1404
1405         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1406
1407         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1408 }
1409
1410 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1411 {
1412         return percpu_read(xen_cr3);
1413 }
1414
1415 static void set_current_cr3(void *v)
1416 {
1417         percpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1418 }
1419
1420 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1421 {
1422         struct mmuext_op *op;
1423         struct multicall_space mcs;
1424         unsigned long mfn;
1425
1426         if (cr3)
1427                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1428         else
1429                 mfn = 0;
1430
1431         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1432
1433         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1434
1435         op = mcs.args;
1436         op->cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1437         op->arg1.mfn = mfn;
1438
1439         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1440
1441         if (kernel) {
1442                 percpu_write(xen_cr3, cr3);
1443
1444                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1445                    been submitted. */
1446                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1447         }
1448 }
1449
1450 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1451 {
1452         BUG_ON(preemptible());
1453
1454         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1455
1456         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1457            respect to ipis */
1458         percpu_write(xen_cr3, cr3);
1459
1460         __xen_write_cr3(true, cr3);
1461
1462 #ifdef CONFIG_X86_64
1463         {
1464                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1465                 if (user_pgd)
1466                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1467                 else
1468                         __xen_write_cr3(false, 0);
1469         }
1470 #endif
1471
1472         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1473 }
1474
1475 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1476 {
1477         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1478         int ret = 0;
1479
1480         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1481
1482 #ifdef CONFIG_X86_64
1483         {
1484                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1485                 pgd_t *user_pgd;
1486
1487                 BUG_ON(page->private != 0);
1488
1489                 ret = -ENOMEM;
1490
1491                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1492                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1493
1494                 if (user_pgd != NULL) {
1495                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_START)] =
1496                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1497                         ret = 0;
1498                 }
1499
1500                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1501         }
1502 #endif
1503
1504         return ret;
1505 }
1506
1507 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1508 {
1509 #ifdef CONFIG_X86_64
1510         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1511
1512         if (user_pgd)
1513                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1514 #endif
1515 }
1516
1517 #ifdef CONFIG_X86_32
1518 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1519 {
1520         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1521         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1522                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1523                                pte_val_ma(pte));
1524
1525         return pte;
1526 }
1527
1528 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1529    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
1530 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1531 {
1532         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
1533
1534         xen_set_pte(ptep, pte);
1535 }
1536 #endif
1537
1538 static void pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1539 {
1540         struct mmuext_op op;
1541         op.cmd = cmd;
1542         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1543         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1544                 BUG();
1545 }
1546
1547 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1548    everything is pinned. */
1549 static __init void xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1550 {
1551 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1552         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1553 #endif
1554         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1555         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1556 }
1557
1558 /* Used for pmd and pud */
1559 static __init void xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1560 {
1561 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1562         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1563 #endif
1564         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1565 }
1566
1567 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1568    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1569 static __init void xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1570 {
1571         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1572         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1573 }
1574
1575 static __init void xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1576 {
1577         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1578 }
1579
1580 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1581    attached to a pinned pagetable. */
1582 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn, unsigned level)
1583 {
1584         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1585
1586         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
1587                 SetPagePinned(page);
1588
1589                 if (!PageHighMem(page)) {
1590                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS((unsigned long)pfn)));
1591                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTLOCKS)
1592                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1593                 } else {
1594                         /* make sure there are no stray mappings of
1595                            this page */
1596                         kmap_flush_unused();
1597                 }
1598         }
1599 }
1600
1601 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1602 {
1603         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1604 }
1605
1606 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1607 {
1608         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1609 }
1610
1611 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1612 static void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1613 {
1614         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1615
1616         if (PagePinned(page)) {
1617                 if (!PageHighMem(page)) {
1618                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTLOCKS)
1619                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1620                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1621                 }
1622                 ClearPagePinned(page);
1623         }
1624 }
1625
1626 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1627 {
1628         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1629 }
1630
1631 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1632 {
1633         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1634 }
1635
1636 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
1637 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1638 {
1639         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1640 }
1641
1642 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1643 {
1644         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1645 }
1646 #endif
1647
1648 void __init xen_reserve_top(void)
1649 {
1650 #ifdef CONFIG_X86_32
1651         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1652         struct xen_platform_parameters pp;
1653
1654         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1655                 top = pp.virt_start;
1656
1657         reserve_top_address(-top);
1658 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1659 }
1660
1661 /*
1662  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1663  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1664  */
1665 static void *__ka(phys_addr_t paddr)
1666 {
1667 #ifdef CONFIG_X86_64
1668         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1669 #else
1670         return __va(paddr);
1671 #endif
1672 }
1673
1674 /* Convert a machine address to physical address */
1675 static unsigned long m2p(phys_addr_t maddr)
1676 {
1677         phys_addr_t paddr;
1678
1679         maddr &= PTE_PFN_MASK;
1680         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1681
1682         return paddr;
1683 }
1684
1685 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1686 static void *m2v(phys_addr_t maddr)
1687 {
1688         return __ka(m2p(maddr));
1689 }
1690
1691 static void set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1692 {
1693         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1694         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1695
1696         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, 0))
1697                 BUG();
1698 }
1699
1700 static __init void xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1701 {
1702         unsigned pmdidx, pteidx;
1703         unsigned ident_pte;
1704         unsigned long pfn;
1705
1706         ident_pte = 0;
1707         pfn = 0;
1708         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1709                 pte_t *pte_page;
1710
1711                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1712                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1713                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1714                 else {
1715                         /* Check for free pte pages */
1716                         if (ident_pte == ARRAY_SIZE(level1_ident_pgt))
1717                                 break;
1718
1719                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1720                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1721
1722                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1723                 }
1724
1725                 /* Install mappings */
1726                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1727                         pte_t pte;
1728
1729                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1730                                 max_pfn_mapped = pfn;
1731
1732                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1733                                 continue;
1734
1735                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1736                         pte_page[pteidx] = pte;
1737                 }
1738         }
1739
1740         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1741                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1742
1743         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1744 }
1745
1746 #ifdef CONFIG_X86_64
1747 static void convert_pfn_mfn(void *v)
1748 {
1749         pte_t *pte = v;
1750         int i;
1751
1752         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1753            as ptes. */
1754         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1755                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Set up the inital kernel pagetable.
1760  *
1761  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1762  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1763  * level2_ident_pgt, level2_kernel_pgt and level2_fixmap_pgt.  This
1764  * means that only the kernel has a physical mapping to start with -
1765  * but that's enough to get __va working.  We need to fill in the rest
1766  * of the physical mapping once some sort of allocator has been set
1767  * up.
1768  */
1769 __init pgd_t *xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd,
1770                                          unsigned long max_pfn)
1771 {
1772         pud_t *l3;
1773         pmd_t *l2;
1774
1775         /* Zap identity mapping */
1776         init_level4_pgt[0] = __pgd(0);
1777
1778         /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1779         convert_pfn_mfn(init_level4_pgt);
1780         convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1781         convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1782
1783         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1784         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1785
1786         memcpy(level2_ident_pgt, l2, sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
1787         memcpy(level2_kernel_pgt, l2, sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
1788
1789         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map + PMD_SIZE)].pgd);
1790         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map + PMD_SIZE)].pud);
1791         memcpy(level2_fixmap_pgt, l2, sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
1792
1793         /* Set up identity map */
1794         xen_map_identity_early(level2_ident_pgt, max_pfn);
1795
1796         /* Make pagetable pieces RO */
1797         set_page_prot(init_level4_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1798         set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1799         set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1800         set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1801         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1802         set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1803
1804         /* Pin down new L4 */
1805         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1806                           PFN_DOWN(__pa_symbol(init_level4_pgt)));
1807
1808         /* Unpin Xen-provided one */
1809         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1810
1811         /* Switch over */
1812         pgd = init_level4_pgt;
1813
1814         /*
1815          * At this stage there can be no user pgd, and no page
1816          * structure to attach it to, so make sure we just set kernel
1817          * pgd.
1818          */
1819         xen_mc_batch();
1820         __xen_write_cr3(true, __pa(pgd));
1821         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1822
1823         reserve_early(__pa(xen_start_info->pt_base),
1824                       __pa(xen_start_info->pt_base +
1825                            xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE),
1826                       "XEN PAGETABLES");
1827
1828         return pgd;
1829 }
1830 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
1831 static pmd_t level2_kernel_pgt[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
1832
1833 __init pgd_t *xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd,
1834                                          unsigned long max_pfn)
1835 {
1836         pmd_t *kernel_pmd;
1837
1838         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base) +
1839                                   xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE +
1840                                   512*1024);
1841
1842         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
1843         memcpy(level2_kernel_pgt, kernel_pmd, sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
1844
1845         xen_map_identity_early(level2_kernel_pgt, max_pfn);
1846
1847         memcpy(swapper_pg_dir, pgd, sizeof(pgd_t) * PTRS_PER_PGD);
1848         set_pgd(&swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY],
1849                         __pgd(__pa(level2_kernel_pgt) | _PAGE_PRESENT));
1850
1851         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1852         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
1853         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
1854
1855         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1856
1857         xen_write_cr3(__pa(swapper_pg_dir));
1858
1859         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir)));
1860
1861         reserve_early(__pa(xen_start_info->pt_base),
1862                       __pa(xen_start_info->pt_base +
1863                            xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE),
1864                       "XEN PAGETABLES");
1865
1866         return swapper_pg_dir;
1867 }
1868 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1869
1870 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
1871 {
1872         pte_t pte;
1873
1874         phys >>= PAGE_SHIFT;
1875
1876         switch (idx) {
1877         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
1878 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
1879         case FIX_F00F_IDT:
1880 #endif
1881 #ifdef CONFIG_X86_32
1882         case FIX_WP_TEST:
1883         case FIX_VDSO:
1884 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
1885         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
1886 # endif
1887 #else
1888         case VSYSCALL_LAST_PAGE ... VSYSCALL_FIRST_PAGE:
1889 #endif
1890 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1891         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
1892 #endif
1893         case FIX_TEXT_POKE0:
1894         case FIX_TEXT_POKE1:
1895                 /* All local page mappings */
1896                 pte = pfn_pte(phys, prot);
1897                 break;
1898
1899         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
1900                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
1901                    IO domain */
1902                 pte = mfn_pte(phys, prot);
1903                 break;
1904
1905         default:
1906                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
1907                 pte = mfn_pte(phys, __pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_IOMAP));
1908                 break;
1909         }
1910
1911         __native_set_fixmap(idx, pte);
1912
1913 #ifdef CONFIG_X86_64
1914         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
1915            pagetable vsyscall mapping. */
1916         if (idx >= VSYSCALL_LAST_PAGE && idx <= VSYSCALL_FIRST_PAGE) {
1917                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
1918                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
1919         }
1920 #endif
1921 }
1922
1923 static __init void xen_post_allocator_init(void)
1924 {
1925         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
1926         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
1927         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
1928 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
1929         pv_mmu_ops.set_pgd = xen_set_pgd;
1930 #endif
1931
1932         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
1933            (which it hasn't) */
1934         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
1935         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
1936         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
1937         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
1938 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
1939         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
1940         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
1941 #endif
1942
1943 #ifdef CONFIG_X86_64
1944         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
1945 #endif
1946         xen_mark_init_mm_pinned();
1947 }
1948
1949 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
1950 {
1951         preempt_disable();
1952         xen_mc_flush();
1953         paravirt_leave_lazy_mmu();
1954         preempt_enable();
1955 }
1956
1957 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1958         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1959         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1960
1961         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1962         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1963
1964         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1965         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1966         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1967         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1968
1969         .pte_update = paravirt_nop,
1970         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1971
1972         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
1973         .pgd_free = xen_pgd_free,
1974
1975         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
1976         .release_pte = xen_release_pte_init,
1977         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
1978         .alloc_pmd_clone = paravirt_nop,
1979         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
1980
1981 #ifdef CONFIG_X86_64
1982         .set_pte = xen_set_pte,
1983 #else
1984         .set_pte = xen_set_pte_init,
1985 #endif
1986         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1987         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
1988
1989         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
1990         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
1991
1992         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
1993         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
1994
1995         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte),
1996         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
1997
1998 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1999         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
2000         .pte_clear = xen_pte_clear,
2001         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
2002 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
2003         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
2004
2005         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
2006         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2007
2008 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
2009         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2010         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2011         .set_pgd = xen_set_pgd_hyper,
2012
2013         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2014         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2015 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS == 4 */
2016
2017         .activate_mm = xen_activate_mm,
2018         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2019         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2020
2021         .lazy_mode = {
2022                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2023                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2024         },
2025
2026         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2027 };
2028
2029 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2030 {
2031         x86_init.paging.pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start;
2032         x86_init.paging.pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done;
2033         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2034
2035         vmap_lazy_unmap = false;
2036 }
2037
2038 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2039 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2040 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2041
2042 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2043 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2044                                 unsigned long *in_frames,
2045                                 unsigned long *out_frames)
2046 {
2047         int i;
2048         struct multicall_space mcs;
2049
2050         xen_mc_batch();
2051         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2052                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2053
2054                 if (in_frames)
2055                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2056
2057                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2058                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2059
2060                 if (out_frames)
2061                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2062         }
2063         xen_mc_issue(0);
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2068  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2069  * mfn.
2070  */
2071 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2072                                      unsigned long *mfns,
2073                                      unsigned long first_mfn)
2074 {
2075         unsigned i, limit;
2076         unsigned long mfn;
2077
2078         xen_mc_batch();
2079
2080         limit = 1u << order;
2081         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2082                 struct multicall_space mcs;
2083                 unsigned flags;
2084
2085                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2086                 if (mfns)
2087                         mfn = mfns[i];
2088                 else
2089                         mfn = first_mfn + i;
2090
2091                 if (i < (limit - 1))
2092                         flags = 0;
2093                 else {
2094                         if (order == 0)
2095                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2096                         else
2097                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2098                 }
2099
2100                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2101                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2102
2103                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2104         }
2105
2106         xen_mc_issue(0);
2107 }
2108
2109 /*
2110  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2111  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2112  * input, and populates mfns as output.
2113  *
2114  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2115  * satisfy the request or not.
2116  */
2117 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2118                                unsigned long *pfns_in,
2119                                unsigned long extents_out,
2120                                unsigned int order_out,
2121                                unsigned long *mfns_out,
2122                                unsigned int address_bits)
2123 {
2124         long rc;
2125         int success;
2126
2127         struct xen_memory_exchange exchange = {
2128                 .in = {
2129                         .nr_extents   = extents_in,
2130                         .extent_order = order_in,
2131                         .extent_start = pfns_in,
2132                         .domid        = DOMID_SELF
2133                 },
2134                 .out = {
2135                         .nr_extents   = extents_out,
2136                         .extent_order = order_out,
2137                         .extent_start = mfns_out,
2138                         .address_bits = address_bits,
2139                         .domid        = DOMID_SELF
2140                 }
2141         };
2142
2143         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2144
2145         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2146         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2147
2148         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2149         BUG_ON(success && (rc != 0));
2150
2151         return success;
2152 }
2153
2154 int xen_create_contiguous_region(unsigned long vstart, unsigned int order,
2155                                  unsigned int address_bits)
2156 {
2157         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2158         unsigned long  flags;
2159         int            success;
2160
2161         /*
2162          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2163          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2164          * this function are redundant and can be ignored.
2165          */
2166
2167         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2168                 return 0;
2169
2170         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2171                 return -ENOMEM;
2172
2173         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2174
2175         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2176
2177         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2178         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2179
2180         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2181         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2182         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2183                                       1, order, &out_frame,
2184                                       address_bits);
2185
2186         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2187         if (success)
2188                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2189         else
2190                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2191
2192         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2193
2194         return success ? 0 : -ENOMEM;
2195 }
2196 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2197
2198 void xen_destroy_contiguous_region(unsigned long vstart, unsigned int order)
2199 {
2200         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2201         unsigned long  flags;
2202         int success;
2203
2204         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2205                 return;
2206
2207         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2208                 return;
2209
2210         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2211
2212         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2213
2214         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2215         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2216
2217         /* 2. Zap current PTEs. */
2218         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2219
2220         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2221         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2222                                         0, out_frames, 0);
2223
2224         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2225         if (success)
2226                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2227         else
2228                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2229
2230         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2231 }
2232 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2233
2234 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
2235 static void xen_hvm_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
2236 {
2237         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2238         int rc;
2239
2240         a.domid = DOMID_SELF;
2241         a.gpa = __pa(mm->pgd);
2242         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2243         WARN_ON_ONCE(rc < 0);
2244 }
2245
2246 static int is_pagetable_dying_supported(void)
2247 {
2248         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2249         int rc = 0;
2250
2251         a.domid = DOMID_SELF;
2252         a.gpa = 0x00;
2253         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2254         if (rc < 0) {
2255                 printk(KERN_DEBUG "HVMOP_pagetable_dying not supported\n");
2256                 return 0;
2257         }
2258         return 1;
2259 }
2260
2261 void __init xen_hvm_init_mmu_ops(void)
2262 {
2263         if (is_pagetable_dying_supported())
2264                 pv_mmu_ops.exit_mmap = xen_hvm_exit_mmap;
2265 }
2266 #endif
2267
2268 #define REMAP_BATCH_SIZE 16
2269
2270 struct remap_data {
2271         unsigned long mfn;
2272         pgprot_t prot;
2273         struct mmu_update *mmu_update;
2274 };
2275
2276 static int remap_area_mfn_pte_fn(pte_t *ptep, pgtable_t token,
2277                                  unsigned long addr, void *data)
2278 {
2279         struct remap_data *rmd = data;
2280         pte_t pte = pte_mkspecial(pfn_pte(rmd->mfn++, rmd->prot));
2281
2282         rmd->mmu_update->ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptep).maddr;
2283         rmd->mmu_update->val = pte_val_ma(pte);
2284         rmd->mmu_update++;
2285
2286         return 0;
2287 }
2288
2289 int xen_remap_domain_mfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2290                                unsigned long addr,
2291                                unsigned long mfn, int nr,
2292                                pgprot_t prot, unsigned domid)
2293 {
2294         struct remap_data rmd;
2295         struct mmu_update mmu_update[REMAP_BATCH_SIZE];
2296         int batch;
2297         unsigned long range;
2298         int err = 0;
2299
2300         prot = __pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_IOMAP);
2301
2302         BUG_ON(!((vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_RESERVED | VM_IO)) ==
2303                                 (VM_PFNMAP | VM_RESERVED | VM_IO)));
2304
2305         rmd.mfn = mfn;
2306         rmd.prot = prot;
2307
2308         while (nr) {
2309                 batch = min(REMAP_BATCH_SIZE, nr);
2310                 range = (unsigned long)batch << PAGE_SHIFT;
2311
2312                 rmd.mmu_update = mmu_update;
2313                 err = apply_to_page_range(vma->vm_mm, addr, range,
2314                                           remap_area_mfn_pte_fn, &rmd);
2315                 if (err)
2316                         goto out;
2317
2318                 err = -EFAULT;
2319                 if (HYPERVISOR_mmu_update(mmu_update, batch, NULL, domid) < 0)
2320                         goto out;
2321
2322                 nr -= batch;
2323                 addr += range;
2324         }
2325
2326         err = 0;
2327 out:
2328
2329         flush_tlb_all();
2330
2331         return err;
2332 }
2333 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_remap_domain_mfn_range);
2334
2335 #ifdef CONFIG_XEN_DEBUG_FS
2336
2337 static struct dentry *d_mmu_debug;
2338
2339 static int __init xen_mmu_debugfs(void)
2340 {
2341         struct dentry *d_xen = xen_init_debugfs();
2342
2343         if (d_xen == NULL)
2344                 return -ENOMEM;
2345
2346         d_mmu_debug = debugfs_create_dir("mmu", d_xen);
2347
2348         debugfs_create_u8("zero_stats", 0644, d_mmu_debug, &zero_stats);
2349
2350         debugfs_create_u32("pgd_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pgd_update);
2351         debugfs_create_u32("pgd_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
2352                            &mmu_stats.pgd_update_pinned);
2353         debugfs_create_u32("pgd_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
2354                            &mmu_stats.pgd_update_pinned);
2355
2356         debugfs_create_u32("pud_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pud_update);
2357         debugfs_create_u32("pud_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
2358                            &mmu_stats.pud_update_pinned);
2359         debugfs_create_u32("pud_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
2360                            &mmu_stats.pud_update_pinned);
2361
2362         debugfs_create_u32("pmd_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pmd_update);
2363         debugfs_create_u32("pmd_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
2364                            &mmu_stats.pmd_update_pinned);
2365         debugfs_create_u32("pmd_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
2366                            &mmu_stats.pmd_update_pinned);
2367
2368         debugfs_create_u32("pte_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pte_update);
2369 //      debugfs_create_u32("pte_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
2370 //                         &mmu_stats.pte_update_pinned);
2371         debugfs_create_u32("pte_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
2372                            &mmu_stats.pte_update_pinned);
2373
2374         debugfs_create_u32("mmu_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.mmu_update);
2375         debugfs_create_u32("mmu_update_extended", 0444, d_mmu_debug,
2376                            &mmu_stats.mmu_update_extended);
2377         xen_debugfs_create_u32_array("mmu_update_histo", 0444, d_mmu_debug,
2378                                      mmu_stats.mmu_update_histo, 20);
2379
2380         debugfs_create_u32("set_pte_at", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.set_pte_at);
2381         debugfs_create_u32("set_pte_at_batched", 0444, d_mmu_debug,
2382                            &mmu_stats.set_pte_at_batched);
2383         debugfs_create_u32("set_pte_at_current", 0444, d_mmu_debug,
2384                            &mmu_stats.set_pte_at_current);
2385         debugfs_create_u32("set_pte_at_kernel", 0444, d_mmu_debug,
2386                            &mmu_stats.set_pte_at_kernel);
2387
2388         debugfs_create_u32("prot_commit", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.prot_commit);
2389         debugfs_create_u32("prot_commit_batched", 0444, d_mmu_debug,
2390                            &mmu_stats.prot_commit_batched);
2391
2392         return 0;
2393 }
2394 fs_initcall(xen_mmu_debugfs);
2395
2396 #endif  /* CONFIG_XEN_DEBUG_FS */