x86, paravirt: Remove alloc_pmd_clone hook, only used by VMI
[linux-2.6.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 static void xen_set_iomap_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
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_IO);
411
412         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
413 }
414
415 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
416 {
417         struct multicall_space mcs;
418         struct mmu_update *u;
419
420         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
421
422         if (mcs.mc != NULL) {
423                 ADD_STATS(mmu_update_extended, 1);
424                 ADD_STATS(mmu_update_histo[mcs.mc->args[1]], -1);
425
426                 mcs.mc->args[1]++;
427
428                 if (mcs.mc->args[1] < MMU_UPDATE_HISTO)
429                         ADD_STATS(mmu_update_histo[mcs.mc->args[1]], 1);
430                 else
431                         ADD_STATS(mmu_update_histo[0], 1);
432         } else {
433                 ADD_STATS(mmu_update, 1);
434                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
435                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
436                 ADD_STATS(mmu_update_histo[1], 1);
437         }
438
439         u = mcs.args;
440         *u = *update;
441 }
442
443 void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
444 {
445         struct mmu_update u;
446
447         preempt_disable();
448
449         xen_mc_batch();
450
451         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
452         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
453         u.val = pmd_val_ma(val);
454         xen_extend_mmu_update(&u);
455
456         ADD_STATS(pmd_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
457
458         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
459
460         preempt_enable();
461 }
462
463 void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
464 {
465         ADD_STATS(pmd_update, 1);
466
467         /* If page is not pinned, we can just update the entry
468            directly */
469         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
470                 *ptr = val;
471                 return;
472         }
473
474         ADD_STATS(pmd_update_pinned, 1);
475
476         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
477 }
478
479 /*
480  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
481  * and protection flags for that frame.
482  */
483 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
484 {
485         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
486 }
487
488 void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
489                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
490 {
491         if (xen_iomap_pte(pteval)) {
492                 xen_set_iomap_pte(ptep, pteval);
493                 goto out;
494         }
495
496         ADD_STATS(set_pte_at, 1);
497 //      ADD_STATS(set_pte_at_pinned, xen_page_pinned(ptep));
498         ADD_STATS(set_pte_at_current, mm == current->mm);
499         ADD_STATS(set_pte_at_kernel, mm == &init_mm);
500
501         if (mm == current->mm || mm == &init_mm) {
502                 if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU) {
503                         struct multicall_space mcs;
504                         mcs = xen_mc_entry(0);
505
506                         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, addr, pteval, 0);
507                         ADD_STATS(set_pte_at_batched, 1);
508                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
509                         goto out;
510                 } else
511                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(addr, pteval, 0) == 0)
512                                 goto out;
513         }
514         xen_set_pte(ptep, pteval);
515
516 out:    return;
517 }
518
519 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
520                                  unsigned long addr, pte_t *ptep)
521 {
522         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
523         return *ptep;
524 }
525
526 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
527                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
528 {
529         struct mmu_update u;
530
531         xen_mc_batch();
532
533         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
534         u.val = pte_val_ma(pte);
535         xen_extend_mmu_update(&u);
536
537         ADD_STATS(prot_commit, 1);
538         ADD_STATS(prot_commit_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
539
540         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
541 }
542
543 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
544 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
545 {
546         if (val & _PAGE_PRESENT) {
547                 unsigned long mfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
548                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
549                 val = ((pteval_t)mfn_to_pfn(mfn) << PAGE_SHIFT) | flags;
550         }
551
552         return val;
553 }
554
555 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
556 {
557         if (val & _PAGE_PRESENT) {
558                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
559                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
560                 val = ((pteval_t)pfn_to_mfn(pfn) << PAGE_SHIFT) | flags;
561         }
562
563         return val;
564 }
565
566 static pteval_t iomap_pte(pteval_t val)
567 {
568         if (val & _PAGE_PRESENT) {
569                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
570                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
571
572                 /* We assume the pte frame number is a MFN, so
573                    just use it as-is. */
574                 val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
575         }
576
577         return val;
578 }
579
580 pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
581 {
582         if (xen_initial_domain() && (pte.pte & _PAGE_IOMAP))
583                 return pte.pte;
584
585         return pte_mfn_to_pfn(pte.pte);
586 }
587 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);
588
589 pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
590 {
591         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
592 }
593 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);
594
595 pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
596 {
597         phys_addr_t addr = (pte & PTE_PFN_MASK);
598
599         /*
600          * Unprivileged domains are allowed to do IOMAPpings for
601          * PCI passthrough, but not map ISA space.  The ISA
602          * mappings are just dummy local mappings to keep other
603          * parts of the kernel happy.
604          */
605         if (unlikely(pte & _PAGE_IOMAP) &&
606             (xen_initial_domain() || addr >= ISA_END_ADDRESS)) {
607                 pte = iomap_pte(pte);
608         } else {
609                 pte &= ~_PAGE_IOMAP;
610                 pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
611         }
612
613         return native_make_pte(pte);
614 }
615 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);
616
617 pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
618 {
619         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
620         return native_make_pgd(pgd);
621 }
622 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);
623
624 pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
625 {
626         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
627 }
628 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);
629
630 void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
631 {
632         struct mmu_update u;
633
634         preempt_disable();
635
636         xen_mc_batch();
637
638         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
639         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
640         u.val = pud_val_ma(val);
641         xen_extend_mmu_update(&u);
642
643         ADD_STATS(pud_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
644
645         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
646
647         preempt_enable();
648 }
649
650 void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
651 {
652         ADD_STATS(pud_update, 1);
653
654         /* If page is not pinned, we can just update the entry
655            directly */
656         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
657                 *ptr = val;
658                 return;
659         }
660
661         ADD_STATS(pud_update_pinned, 1);
662
663         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
664 }
665
666 void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
667 {
668         if (xen_iomap_pte(pte)) {
669                 xen_set_iomap_pte(ptep, pte);
670                 return;
671         }
672
673         ADD_STATS(pte_update, 1);
674 //      ADD_STATS(pte_update_pinned, xen_page_pinned(ptep));
675         ADD_STATS(pte_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
676
677 #ifdef CONFIG_X86_PAE
678         ptep->pte_high = pte.pte_high;
679         smp_wmb();
680         ptep->pte_low = pte.pte_low;
681 #else
682         *ptep = pte;
683 #endif
684 }
685
686 #ifdef CONFIG_X86_PAE
687 void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
688 {
689         if (xen_iomap_pte(pte)) {
690                 xen_set_iomap_pte(ptep, pte);
691                 return;
692         }
693
694         set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
695 }
696
697 void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
698 {
699         ptep->pte_low = 0;
700         smp_wmb();              /* make sure low gets written first */
701         ptep->pte_high = 0;
702 }
703
704 void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
705 {
706         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
707 }
708 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
709
710 pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
711 {
712         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
713         return native_make_pmd(pmd);
714 }
715 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);
716
717 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
718 pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
719 {
720         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
721 }
722 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);
723
724 pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
725 {
726         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
727
728         return native_make_pud(pud);
729 }
730 PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);
731
732 pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
733 {
734         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
735         unsigned offset = pgd - pgd_page;
736         pgd_t *user_ptr = NULL;
737
738         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
739                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
740                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
741                 if (user_ptr)
742                         user_ptr += offset;
743         }
744
745         return user_ptr;
746 }
747
748 static void __xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
749 {
750         struct mmu_update u;
751
752         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
753         u.val = pgd_val_ma(val);
754         xen_extend_mmu_update(&u);
755 }
756
757 /*
758  * Raw hypercall-based set_pgd, intended for in early boot before
759  * there's a page structure.  This implies:
760  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
761  *  2. It is always pinned
762  *  3. It has no user pagetable attached to it
763  */
764 void __init xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
765 {
766         preempt_disable();
767
768         xen_mc_batch();
769
770         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
771
772         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
773
774         preempt_enable();
775 }
776
777 void xen_set_pgd(pgd_t *ptr, pgd_t val)
778 {
779         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd(ptr);
780
781         ADD_STATS(pgd_update, 1);
782
783         /* If page is not pinned, we can just update the entry
784            directly */
785         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
786                 *ptr = val;
787                 if (user_ptr) {
788                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
789                         *user_ptr = val;
790                 }
791                 return;
792         }
793
794         ADD_STATS(pgd_update_pinned, 1);
795         ADD_STATS(pgd_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
796
797         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
798            user updates together. */
799         xen_mc_batch();
800
801         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
802         if (user_ptr)
803                 __xen_set_pgd_hyper(user_ptr, val);
804
805         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
806 }
807 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS == 4 */
808
809 /*
810  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
811  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
812  * callback function on each page it finds making up the page table,
813  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
814  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
815  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
816  * FIXADDR_TOP.
817  *
818  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
819  * because then we start getting into Xen's ptes.
820  *
821  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
822  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
823  */
824 static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
825                           int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
826                                       enum pt_level),
827                           unsigned long limit)
828 {
829         int flush = 0;
830         unsigned hole_low, hole_high;
831         unsigned pgdidx_limit, pudidx_limit, pmdidx_limit;
832         unsigned pgdidx, pudidx, pmdidx;
833
834         /* The limit is the last byte to be touched */
835         limit--;
836         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
837
838         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
839                 return 0;
840
841         /*
842          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
843          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
844          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
845          */
846         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
847         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
848
849         pgdidx_limit = pgd_index(limit);
850 #if PTRS_PER_PUD > 1
851         pudidx_limit = pud_index(limit);
852 #else
853         pudidx_limit = 0;
854 #endif
855 #if PTRS_PER_PMD > 1
856         pmdidx_limit = pmd_index(limit);
857 #else
858         pmdidx_limit = 0;
859 #endif
860
861         for (pgdidx = 0; pgdidx <= pgdidx_limit; pgdidx++) {
862                 pud_t *pud;
863
864                 if (pgdidx >= hole_low && pgdidx < hole_high)
865                         continue;
866
867                 if (!pgd_val(pgd[pgdidx]))
868                         continue;
869
870                 pud = pud_offset(&pgd[pgdidx], 0);
871
872                 if (PTRS_PER_PUD > 1) /* not folded */
873                         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
874
875                 for (pudidx = 0; pudidx < PTRS_PER_PUD; pudidx++) {
876                         pmd_t *pmd;
877
878                         if (pgdidx == pgdidx_limit &&
879                             pudidx > pudidx_limit)
880                                 goto out;
881
882                         if (pud_none(pud[pudidx]))
883                                 continue;
884
885                         pmd = pmd_offset(&pud[pudidx], 0);
886
887                         if (PTRS_PER_PMD > 1) /* not folded */
888                                 flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
889
890                         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++) {
891                                 struct page *pte;
892
893                                 if (pgdidx == pgdidx_limit &&
894                                     pudidx == pudidx_limit &&
895                                     pmdidx > pmdidx_limit)
896                                         goto out;
897
898                                 if (pmd_none(pmd[pmdidx]))
899                                         continue;
900
901                                 pte = pmd_page(pmd[pmdidx]);
902                                 flush |= (*func)(mm, pte, PT_PTE);
903                         }
904                 }
905         }
906
907 out:
908         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
909            a cue to do final things like tlb flushes. */
910         flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
911
912         return flush;
913 }
914
915 static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
916                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
917                                     enum pt_level),
918                         unsigned long limit)
919 {
920         return __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
921 }
922
923 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
924    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
925 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
926 {
927         spinlock_t *ptl = NULL;
928
929 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
930         ptl = __pte_lockptr(page);
931         spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
932 #endif
933
934         return ptl;
935 }
936
937 static void xen_pte_unlock(void *v)
938 {
939         spinlock_t *ptl = v;
940         spin_unlock(ptl);
941 }
942
943 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
944 {
945         struct mmuext_op *op;
946         struct multicall_space mcs;
947
948         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
949         op = mcs.args;
950         op->cmd = level;
951         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
952         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
953 }
954
955 static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
956                         enum pt_level level)
957 {
958         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
959         int flush;
960
961         if (pgfl)
962                 flush = 0;              /* already pinned */
963         else if (PageHighMem(page))
964                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
965                    highpage */
966                 flush = 1;
967         else {
968                 void *pt = lowmem_page_address(page);
969                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
970                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
971                 spinlock_t *ptl;
972
973                 flush = 0;
974
975                 /*
976                  * We need to hold the pagetable lock between the time
977                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
978                  * it.  If we don't, then other users may come in and
979                  * attempt to update the pagetable by writing it,
980                  * which will fail because the memory is RO but not
981                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
982                  *
983                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
984                  * entire pagetable's worth of locks during the
985                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
986                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
987                  * page while holding the lock.  This means the number
988                  * of locks we end up holding is never more than a
989                  * batch size (~32 entries, at present).
990                  *
991                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
992                  * the PTE pages independently, because we're
993                  * protected by the overall pagetable lock.
994                  */
995                 ptl = NULL;
996                 if (level == PT_PTE)
997                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
998
999                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
1000                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
1001                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
1002
1003                 if (ptl) {
1004                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1005
1006                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
1007                            is completed. */
1008                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
1009                 }
1010         }
1011
1012         return flush;
1013 }
1014
1015 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
1016    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
1017    read-only, and can be pinned. */
1018 static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1019 {
1020         xen_mc_batch();
1021
1022         if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
1023                 /* re-enable interrupts for flushing */
1024                 xen_mc_issue(0);
1025
1026                 kmap_flush_unused();
1027
1028                 xen_mc_batch();
1029         }
1030
1031 #ifdef CONFIG_X86_64
1032         {
1033                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1034
1035                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1036
1037                 if (user_pgd) {
1038                         xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
1039                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1040                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
1041                 }
1042         }
1043 #else /* CONFIG_X86_32 */
1044 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1045         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
1046         xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
1047                      PT_PMD);
1048 #endif
1049         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1050 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1051         xen_mc_issue(0);
1052 }
1053
1054 static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
1055 {
1056         __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
1057 }
1058
1059 /*
1060  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
1061  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
1062  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
1063  * process is under construction or destruction).
1064  *
1065  * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
1066  * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
1067  * matter all that much.
1068  */
1069 void xen_mm_pin_all(void)
1070 {
1071         unsigned long flags;
1072         struct page *page;
1073
1074         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1075
1076         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1077                 if (!PagePinned(page)) {
1078                         __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
1079                         SetPageSavePinned(page);
1080                 }
1081         }
1082
1083         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1084 }
1085
1086 /*
1087  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
1088  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
1089  * the book-keeping now.
1090  */
1091 static __init int xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
1092                                   enum pt_level level)
1093 {
1094         SetPagePinned(page);
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 static void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
1099 {
1100         xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
1101 }
1102
1103 static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
1104                           enum pt_level level)
1105 {
1106         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
1107
1108         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
1109                 void *pt = lowmem_page_address(page);
1110                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1111                 spinlock_t *ptl = NULL;
1112                 struct multicall_space mcs;
1113
1114                 /*
1115                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
1116                  * pte locks, we must be holding the lock for while
1117                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
1118                  * concurrent updates from seeing it in this
1119                  * partially-pinned state.
1120                  */
1121                 if (level == PT_PTE) {
1122                         ptl = xen_pte_lock(page, mm);
1123
1124                         if (ptl)
1125                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1126                 }
1127
1128                 mcs = __xen_mc_entry(0);
1129
1130                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
1131                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
1132                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
1133
1134                 if (ptl) {
1135                         /* unlock when batch completed */
1136                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
1137                 }
1138         }
1139
1140         return 0;               /* never need to flush on unpin */
1141 }
1142
1143 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
1144 static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1145 {
1146         xen_mc_batch();
1147
1148         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1149
1150 #ifdef CONFIG_X86_64
1151         {
1152                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1153
1154                 if (user_pgd) {
1155                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
1156                                    PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
1157                         xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
1158                 }
1159         }
1160 #endif
1161
1162 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1163         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
1164         xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
1165                        PT_PMD);
1166 #endif
1167
1168         __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
1169
1170         xen_mc_issue(0);
1171 }
1172
1173 static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
1174 {
1175         __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
1176 }
1177
1178 /*
1179  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
1180  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
1181  */
1182 void xen_mm_unpin_all(void)
1183 {
1184         unsigned long flags;
1185         struct page *page;
1186
1187         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1188
1189         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1190                 if (PageSavePinned(page)) {
1191                         BUG_ON(!PagePinned(page));
1192                         __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
1193                         ClearPageSavePinned(page);
1194                 }
1195         }
1196
1197         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1198 }
1199
1200 void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
1201 {
1202         spin_lock(&next->page_table_lock);
1203         xen_pgd_pin(next);
1204         spin_unlock(&next->page_table_lock);
1205 }
1206
1207 void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
1208 {
1209         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1210         xen_pgd_pin(mm);
1211         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1212 }
1213
1214
1215 #ifdef CONFIG_SMP
1216 /* Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
1217    we need to repoint it somewhere else before we can unpin it. */
1218 static void drop_other_mm_ref(void *info)
1219 {
1220         struct mm_struct *mm = info;
1221         struct mm_struct *active_mm;
1222
1223         active_mm = percpu_read(cpu_tlbstate.active_mm);
1224
1225         if (active_mm == mm)
1226                 leave_mm(smp_processor_id());
1227
1228         /* If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
1229            it has been flushed. */
1230         if (percpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
1231                 load_cr3(swapper_pg_dir);
1232 }
1233
1234 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1235 {
1236         cpumask_var_t mask;
1237         unsigned cpu;
1238
1239         if (current->active_mm == mm) {
1240                 if (current->mm == mm)
1241                         load_cr3(swapper_pg_dir);
1242                 else
1243                         leave_mm(smp_processor_id());
1244         }
1245
1246         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
1247         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
1248                 for_each_online_cpu(cpu) {
1249                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, mm_cpumask(mm))
1250                             && per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
1251                                 continue;
1252                         smp_call_function_single(cpu, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1253                 }
1254                 return;
1255         }
1256         cpumask_copy(mask, mm_cpumask(mm));
1257
1258         /* It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
1259            cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
1260            its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
1261            look at its actual current cr3 value, and force it to flush
1262            if needed. */
1263         for_each_online_cpu(cpu) {
1264                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
1265                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
1266         }
1267
1268         if (!cpumask_empty(mask))
1269                 smp_call_function_many(mask, drop_other_mm_ref, mm, 1);
1270         free_cpumask_var(mask);
1271 }
1272 #else
1273 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
1274 {
1275         if (current->active_mm == mm)
1276                 load_cr3(swapper_pg_dir);
1277 }
1278 #endif
1279
1280 /*
1281  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
1282  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
1283  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
1284  * hypervisor, which is moderately expensive.
1285  *
1286  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
1287  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
1288  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
1289  *
1290  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
1291  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
1292  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
1293  */
1294 void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
1295 {
1296         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
1297         xen_drop_mm_ref(mm);
1298         put_cpu();
1299
1300         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1301
1302         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1303         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1304                 xen_pgd_unpin(mm);
1305
1306         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1307 }
1308
1309 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
1310 {
1311 }
1312
1313 static void xen_post_allocator_init(void);
1314
1315 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
1316 {
1317         xen_setup_shared_info();
1318         xen_post_allocator_init();
1319 }
1320
1321 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
1322 {
1323         percpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
1324 }
1325
1326 static unsigned long xen_read_cr2(void)
1327 {
1328         return percpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2;
1329 }
1330
1331 unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
1332 {
1333         return percpu_read(xen_vcpu_info.arch.cr2);
1334 }
1335
1336 static void xen_flush_tlb(void)
1337 {
1338         struct mmuext_op *op;
1339         struct multicall_space mcs;
1340
1341         preempt_disable();
1342
1343         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1344
1345         op = mcs.args;
1346         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
1347         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1348
1349         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1350
1351         preempt_enable();
1352 }
1353
1354 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
1355 {
1356         struct mmuext_op *op;
1357         struct multicall_space mcs;
1358
1359         preempt_disable();
1360
1361         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
1362         op = mcs.args;
1363         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
1364         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
1365         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1366
1367         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1368
1369         preempt_enable();
1370 }
1371
1372 static void xen_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpus,
1373                                  struct mm_struct *mm, unsigned long va)
1374 {
1375         struct {
1376                 struct mmuext_op op;
1377                 DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
1378         } *args;
1379         struct multicall_space mcs;
1380
1381         if (cpumask_empty(cpus))
1382                 return;         /* nothing to do */
1383
1384         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
1385         args = mcs.args;
1386         args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);
1387
1388         /* Remove us, and any offline CPUS. */
1389         cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);
1390         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(args->mask));
1391
1392         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
1393                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
1394         } else {
1395                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
1396                 args->op.arg1.linear_addr = va;
1397         }
1398
1399         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1400
1401         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
1402 }
1403
1404 static unsigned long xen_read_cr3(void)
1405 {
1406         return percpu_read(xen_cr3);
1407 }
1408
1409 static void set_current_cr3(void *v)
1410 {
1411         percpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
1412 }
1413
1414 static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
1415 {
1416         struct mmuext_op *op;
1417         struct multicall_space mcs;
1418         unsigned long mfn;
1419
1420         if (cr3)
1421                 mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
1422         else
1423                 mfn = 0;
1424
1425         WARN_ON(mfn == 0 && kernel);
1426
1427         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
1428
1429         op = mcs.args;
1430         op->cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
1431         op->arg1.mfn = mfn;
1432
1433         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
1434
1435         if (kernel) {
1436                 percpu_write(xen_cr3, cr3);
1437
1438                 /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
1439                    been submitted. */
1440                 xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
1441         }
1442 }
1443
1444 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
1445 {
1446         BUG_ON(preemptible());
1447
1448         xen_mc_batch();  /* disables interrupts */
1449
1450         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
1451            respect to ipis */
1452         percpu_write(xen_cr3, cr3);
1453
1454         __xen_write_cr3(true, cr3);
1455
1456 #ifdef CONFIG_X86_64
1457         {
1458                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));
1459                 if (user_pgd)
1460                         __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
1461                 else
1462                         __xen_write_cr3(false, 0);
1463         }
1464 #endif
1465
1466         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
1467 }
1468
1469 static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
1470 {
1471         pgd_t *pgd = mm->pgd;
1472         int ret = 0;
1473
1474         BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
1475
1476 #ifdef CONFIG_X86_64
1477         {
1478                 struct page *page = virt_to_page(pgd);
1479                 pgd_t *user_pgd;
1480
1481                 BUG_ON(page->private != 0);
1482
1483                 ret = -ENOMEM;
1484
1485                 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1486                 page->private = (unsigned long)user_pgd;
1487
1488                 if (user_pgd != NULL) {
1489                         user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_START)] =
1490                                 __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
1491                         ret = 0;
1492                 }
1493
1494                 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));
1495         }
1496 #endif
1497
1498         return ret;
1499 }
1500
1501 static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
1502 {
1503 #ifdef CONFIG_X86_64
1504         pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
1505
1506         if (user_pgd)
1507                 free_page((unsigned long)user_pgd);
1508 #endif
1509 }
1510
1511 #ifdef CONFIG_X86_32
1512 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
1513 {
1514         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
1515         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
1516                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
1517                                pte_val_ma(pte));
1518
1519         return pte;
1520 }
1521
1522 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
1523    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
1524 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
1525 {
1526         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
1527
1528         xen_set_pte(ptep, pte);
1529 }
1530 #endif
1531
1532 static void pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
1533 {
1534         struct mmuext_op op;
1535         op.cmd = cmd;
1536         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
1537         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
1538                 BUG();
1539 }
1540
1541 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
1542    everything is pinned. */
1543 static __init void xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1544 {
1545 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1546         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1547 #endif
1548         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1549         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1550 }
1551
1552 /* Used for pmd and pud */
1553 static __init void xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1554 {
1555 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1556         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
1557 #endif
1558         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1559 }
1560
1561 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
1562    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
1563 static __init void xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
1564 {
1565         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1566         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1567 }
1568
1569 static __init void xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
1570 {
1571         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1572 }
1573
1574 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
1575    attached to a pinned pagetable. */
1576 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn, unsigned level)
1577 {
1578         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1579
1580         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
1581                 SetPagePinned(page);
1582
1583                 if (!PageHighMem(page)) {
1584                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS((unsigned long)pfn)));
1585                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTLOCKS)
1586                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
1587                 } else {
1588                         /* make sure there are no stray mappings of
1589                            this page */
1590                         kmap_flush_unused();
1591                 }
1592         }
1593 }
1594
1595 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1596 {
1597         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
1598 }
1599
1600 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1601 {
1602         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
1603 }
1604
1605 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
1606 static void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
1607 {
1608         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1609
1610         if (PagePinned(page)) {
1611                 if (!PageHighMem(page)) {
1612                         if (level == PT_PTE && USE_SPLIT_PTLOCKS)
1613                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
1614                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
1615                 }
1616                 ClearPagePinned(page);
1617         }
1618 }
1619
1620 static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
1621 {
1622         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
1623 }
1624
1625 static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
1626 {
1627         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
1628 }
1629
1630 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
1631 static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
1632 {
1633         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
1634 }
1635
1636 static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
1637 {
1638         xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
1639 }
1640 #endif
1641
1642 void __init xen_reserve_top(void)
1643 {
1644 #ifdef CONFIG_X86_32
1645         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1646         struct xen_platform_parameters pp;
1647
1648         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1649                 top = pp.virt_start;
1650
1651         reserve_top_address(-top);
1652 #endif  /* CONFIG_X86_32 */
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
1657  * all we have until the physical memory mapping has been set up.
1658  */
1659 static void *__ka(phys_addr_t paddr)
1660 {
1661 #ifdef CONFIG_X86_64
1662         return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
1663 #else
1664         return __va(paddr);
1665 #endif
1666 }
1667
1668 /* Convert a machine address to physical address */
1669 static unsigned long m2p(phys_addr_t maddr)
1670 {
1671         phys_addr_t paddr;
1672
1673         maddr &= PTE_PFN_MASK;
1674         paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
1675
1676         return paddr;
1677 }
1678
1679 /* Convert a machine address to kernel virtual */
1680 static void *m2v(phys_addr_t maddr)
1681 {
1682         return __ka(m2p(maddr));
1683 }
1684
1685 static void set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
1686 {
1687         unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
1688         pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);
1689
1690         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, 0))
1691                 BUG();
1692 }
1693
1694 static __init void xen_map_identity_early(pmd_t *pmd, unsigned long max_pfn)
1695 {
1696         unsigned pmdidx, pteidx;
1697         unsigned ident_pte;
1698         unsigned long pfn;
1699
1700         ident_pte = 0;
1701         pfn = 0;
1702         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_pfn; pmdidx++) {
1703                 pte_t *pte_page;
1704
1705                 /* Reuse or allocate a page of ptes */
1706                 if (pmd_present(pmd[pmdidx]))
1707                         pte_page = m2v(pmd[pmdidx].pmd);
1708                 else {
1709                         /* Check for free pte pages */
1710                         if (ident_pte == ARRAY_SIZE(level1_ident_pgt))
1711                                 break;
1712
1713                         pte_page = &level1_ident_pgt[ident_pte];
1714                         ident_pte += PTRS_PER_PTE;
1715
1716                         pmd[pmdidx] = __pmd(__pa(pte_page) | _PAGE_TABLE);
1717                 }
1718
1719                 /* Install mappings */
1720                 for (pteidx = 0; pteidx < PTRS_PER_PTE; pteidx++, pfn++) {
1721                         pte_t pte;
1722
1723                         if (pfn > max_pfn_mapped)
1724                                 max_pfn_mapped = pfn;
1725
1726                         if (!pte_none(pte_page[pteidx]))
1727                                 continue;
1728
1729                         pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC);
1730                         pte_page[pteidx] = pte;
1731                 }
1732         }
1733
1734         for (pteidx = 0; pteidx < ident_pte; pteidx += PTRS_PER_PTE)
1735                 set_page_prot(&level1_ident_pgt[pteidx], PAGE_KERNEL_RO);
1736
1737         set_page_prot(pmd, PAGE_KERNEL_RO);
1738 }
1739
1740 #ifdef CONFIG_X86_64
1741 static void convert_pfn_mfn(void *v)
1742 {
1743         pte_t *pte = v;
1744         int i;
1745
1746         /* All levels are converted the same way, so just treat them
1747            as ptes. */
1748         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1749                 pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Set up the inital kernel pagetable.
1754  *
1755  * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
1756  * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
1757  * level2_ident_pgt, level2_kernel_pgt and level2_fixmap_pgt.  This
1758  * means that only the kernel has a physical mapping to start with -
1759  * but that's enough to get __va working.  We need to fill in the rest
1760  * of the physical mapping once some sort of allocator has been set
1761  * up.
1762  */
1763 __init pgd_t *xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd,
1764                                          unsigned long max_pfn)
1765 {
1766         pud_t *l3;
1767         pmd_t *l2;
1768
1769         /* Zap identity mapping */
1770         init_level4_pgt[0] = __pgd(0);
1771
1772         /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
1773         convert_pfn_mfn(init_level4_pgt);
1774         convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
1775         convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);
1776
1777         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
1778         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);
1779
1780         memcpy(level2_ident_pgt, l2, sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
1781         memcpy(level2_kernel_pgt, l2, sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
1782
1783         l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map + PMD_SIZE)].pgd);
1784         l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map + PMD_SIZE)].pud);
1785         memcpy(level2_fixmap_pgt, l2, sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
1786
1787         /* Set up identity map */
1788         xen_map_identity_early(level2_ident_pgt, max_pfn);
1789
1790         /* Make pagetable pieces RO */
1791         set_page_prot(init_level4_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1792         set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1793         set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1794         set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
1795         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1796         set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1797
1798         /* Pin down new L4 */
1799         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
1800                           PFN_DOWN(__pa_symbol(init_level4_pgt)));
1801
1802         /* Unpin Xen-provided one */
1803         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1804
1805         /* Switch over */
1806         pgd = init_level4_pgt;
1807
1808         /*
1809          * At this stage there can be no user pgd, and no page
1810          * structure to attach it to, so make sure we just set kernel
1811          * pgd.
1812          */
1813         xen_mc_batch();
1814         __xen_write_cr3(true, __pa(pgd));
1815         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1816
1817         reserve_early(__pa(xen_start_info->pt_base),
1818                       __pa(xen_start_info->pt_base +
1819                            xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE),
1820                       "XEN PAGETABLES");
1821
1822         return pgd;
1823 }
1824 #else   /* !CONFIG_X86_64 */
1825 static pmd_t level2_kernel_pgt[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
1826
1827 __init pgd_t *xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd,
1828                                          unsigned long max_pfn)
1829 {
1830         pmd_t *kernel_pmd;
1831
1832         max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base) +
1833                                   xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE +
1834                                   512*1024);
1835
1836         kernel_pmd = m2v(pgd[KERNEL_PGD_BOUNDARY].pgd);
1837         memcpy(level2_kernel_pgt, kernel_pmd, sizeof(pmd_t) * PTRS_PER_PMD);
1838
1839         xen_map_identity_early(level2_kernel_pgt, max_pfn);
1840
1841         memcpy(swapper_pg_dir, pgd, sizeof(pgd_t) * PTRS_PER_PGD);
1842         set_pgd(&swapper_pg_dir[KERNEL_PGD_BOUNDARY],
1843                         __pgd(__pa(level2_kernel_pgt) | _PAGE_PRESENT));
1844
1845         set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
1846         set_page_prot(swapper_pg_dir, PAGE_KERNEL_RO);
1847         set_page_prot(empty_zero_page, PAGE_KERNEL_RO);
1848
1849         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
1850
1851         xen_write_cr3(__pa(swapper_pg_dir));
1852
1853         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(swapper_pg_dir)));
1854
1855         reserve_early(__pa(xen_start_info->pt_base),
1856                       __pa(xen_start_info->pt_base +
1857                            xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE),
1858                       "XEN PAGETABLES");
1859
1860         return swapper_pg_dir;
1861 }
1862 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1863
1864 static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
1865 {
1866         pte_t pte;
1867
1868         phys >>= PAGE_SHIFT;
1869
1870         switch (idx) {
1871         case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
1872 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
1873         case FIX_F00F_IDT:
1874 #endif
1875 #ifdef CONFIG_X86_32
1876         case FIX_WP_TEST:
1877         case FIX_VDSO:
1878 # ifdef CONFIG_HIGHMEM
1879         case FIX_KMAP_BEGIN ... FIX_KMAP_END:
1880 # endif
1881 #else
1882         case VSYSCALL_LAST_PAGE ... VSYSCALL_FIRST_PAGE:
1883 #endif
1884 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1885         case FIX_APIC_BASE:     /* maps dummy local APIC */
1886 #endif
1887         case FIX_TEXT_POKE0:
1888         case FIX_TEXT_POKE1:
1889                 /* All local page mappings */
1890                 pte = pfn_pte(phys, prot);
1891                 break;
1892
1893         case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
1894                 /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
1895                    IO domain */
1896                 pte = mfn_pte(phys, prot);
1897                 break;
1898
1899         default:
1900                 /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
1901                 pte = mfn_pte(phys, __pgprot(pgprot_val(prot) | _PAGE_IOMAP));
1902                 break;
1903         }
1904
1905         __native_set_fixmap(idx, pte);
1906
1907 #ifdef CONFIG_X86_64
1908         /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
1909            pagetable vsyscall mapping. */
1910         if (idx >= VSYSCALL_LAST_PAGE && idx <= VSYSCALL_FIRST_PAGE) {
1911                 unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
1912                 set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
1913         }
1914 #endif
1915 }
1916
1917 static __init void xen_post_allocator_init(void)
1918 {
1919         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
1920         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
1921         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
1922 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
1923         pv_mmu_ops.set_pgd = xen_set_pgd;
1924 #endif
1925
1926         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
1927            (which it hasn't) */
1928         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
1929         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
1930         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
1931         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
1932 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
1933         pv_mmu_ops.alloc_pud = xen_alloc_pud;
1934         pv_mmu_ops.release_pud = xen_release_pud;
1935 #endif
1936
1937 #ifdef CONFIG_X86_64
1938         SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
1939 #endif
1940         xen_mark_init_mm_pinned();
1941 }
1942
1943 static void xen_leave_lazy_mmu(void)
1944 {
1945         preempt_disable();
1946         xen_mc_flush();
1947         paravirt_leave_lazy_mmu();
1948         preempt_enable();
1949 }
1950
1951 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1952         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1953         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1954
1955         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1956         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1957
1958         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1959         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1960         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1961         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1962
1963         .pte_update = paravirt_nop,
1964         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1965
1966         .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
1967         .pgd_free = xen_pgd_free,
1968
1969         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
1970         .release_pte = xen_release_pte_init,
1971         .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
1972         .release_pmd = xen_release_pmd_init,
1973
1974 #ifdef CONFIG_X86_64
1975         .set_pte = xen_set_pte,
1976 #else
1977         .set_pte = xen_set_pte_init,
1978 #endif
1979         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1980         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
1981
1982         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
1983         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
1984
1985         .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
1986         .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),
1987
1988         .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte),
1989         .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),
1990
1991 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1992         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
1993         .pte_clear = xen_pte_clear,
1994         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
1995 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
1996         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
1997
1998         .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
1999         .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),
2000
2001 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
2002         .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
2003         .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
2004         .set_pgd = xen_set_pgd_hyper,
2005
2006         .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
2007         .release_pud = xen_release_pmd_init,
2008 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS == 4 */
2009
2010         .activate_mm = xen_activate_mm,
2011         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
2012         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
2013
2014         .lazy_mode = {
2015                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
2016                 .leave = xen_leave_lazy_mmu,
2017         },
2018
2019         .set_fixmap = xen_set_fixmap,
2020 };
2021
2022 void __init xen_init_mmu_ops(void)
2023 {
2024         x86_init.paging.pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start;
2025         x86_init.paging.pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done;
2026         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
2027
2028         vmap_lazy_unmap = false;
2029 }
2030
2031 /* Protected by xen_reservation_lock. */
2032 #define MAX_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
2033 static unsigned long discontig_frames[1<<MAX_CONTIG_ORDER];
2034
2035 #define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
2036 static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
2037                                 unsigned long *in_frames,
2038                                 unsigned long *out_frames)
2039 {
2040         int i;
2041         struct multicall_space mcs;
2042
2043         xen_mc_batch();
2044         for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2045                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2046
2047                 if (in_frames)
2048                         in_frames[i] = virt_to_mfn(vaddr);
2049
2050                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
2051                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);
2052
2053                 if (out_frames)
2054                         out_frames[i] = virt_to_pfn(vaddr);
2055         }
2056         xen_mc_issue(0);
2057 }
2058
2059 /*
2060  * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
2061  * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
2062  * mfn.
2063  */
2064 static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
2065                                      unsigned long *mfns,
2066                                      unsigned long first_mfn)
2067 {
2068         unsigned i, limit;
2069         unsigned long mfn;
2070
2071         xen_mc_batch();
2072
2073         limit = 1u << order;
2074         for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
2075                 struct multicall_space mcs;
2076                 unsigned flags;
2077
2078                 mcs = __xen_mc_entry(0);
2079                 if (mfns)
2080                         mfn = mfns[i];
2081                 else
2082                         mfn = first_mfn + i;
2083
2084                 if (i < (limit - 1))
2085                         flags = 0;
2086                 else {
2087                         if (order == 0)
2088                                 flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
2089                         else
2090                                 flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
2091                 }
2092
2093                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
2094                                 mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);
2095
2096                 set_phys_to_machine(virt_to_pfn(vaddr), mfn);
2097         }
2098
2099         xen_mc_issue(0);
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
2104  * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
2105  * input, and populates mfns as output.
2106  *
2107  * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
2108  * satisfy the request or not.
2109  */
2110 static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
2111                                unsigned long *pfns_in,
2112                                unsigned long extents_out,
2113                                unsigned int order_out,
2114                                unsigned long *mfns_out,
2115                                unsigned int address_bits)
2116 {
2117         long rc;
2118         int success;
2119
2120         struct xen_memory_exchange exchange = {
2121                 .in = {
2122                         .nr_extents   = extents_in,
2123                         .extent_order = order_in,
2124                         .extent_start = pfns_in,
2125                         .domid        = DOMID_SELF
2126                 },
2127                 .out = {
2128                         .nr_extents   = extents_out,
2129                         .extent_order = order_out,
2130                         .extent_start = mfns_out,
2131                         .address_bits = address_bits,
2132                         .domid        = DOMID_SELF
2133                 }
2134         };
2135
2136         BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);
2137
2138         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
2139         success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);
2140
2141         BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
2142         BUG_ON(success && (rc != 0));
2143
2144         return success;
2145 }
2146
2147 int xen_create_contiguous_region(unsigned long vstart, unsigned int order,
2148                                  unsigned int address_bits)
2149 {
2150         unsigned long *in_frames = discontig_frames, out_frame;
2151         unsigned long  flags;
2152         int            success;
2153
2154         /*
2155          * Currently an auto-translated guest will not perform I/O, nor will
2156          * it require PAE page directories below 4GB. Therefore any calls to
2157          * this function are redundant and can be ignored.
2158          */
2159
2160         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2161                 return 0;
2162
2163         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2164                 return -ENOMEM;
2165
2166         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2167
2168         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2169
2170         /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
2171         xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);
2172
2173         /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
2174         out_frame = virt_to_pfn(vstart);
2175         success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
2176                                       1, order, &out_frame,
2177                                       address_bits);
2178
2179         /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
2180         if (success)
2181                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
2182         else
2183                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);
2184
2185         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2186
2187         return success ? 0 : -ENOMEM;
2188 }
2189 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_create_contiguous_region);
2190
2191 void xen_destroy_contiguous_region(unsigned long vstart, unsigned int order)
2192 {
2193         unsigned long *out_frames = discontig_frames, in_frame;
2194         unsigned long  flags;
2195         int success;
2196
2197         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
2198                 return;
2199
2200         if (unlikely(order > MAX_CONTIG_ORDER))
2201                 return;
2202
2203         memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);
2204
2205         spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);
2206
2207         /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
2208         in_frame = virt_to_mfn(vstart);
2209
2210         /* 2. Zap current PTEs. */
2211         xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);
2212
2213         /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
2214         success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
2215                                         0, out_frames, 0);
2216
2217         /* 4. Map new pages in place of old pages. */
2218         if (success)
2219                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
2220         else
2221                 xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);
2222
2223         spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
2224 }
2225 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_destroy_contiguous_region);
2226
2227 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
2228 static void xen_hvm_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
2229 {
2230         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2231         int rc;
2232
2233         a.domid = DOMID_SELF;
2234         a.gpa = __pa(mm->pgd);
2235         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2236         WARN_ON_ONCE(rc < 0);
2237 }
2238
2239 static int is_pagetable_dying_supported(void)
2240 {
2241         struct xen_hvm_pagetable_dying a;
2242         int rc = 0;
2243
2244         a.domid = DOMID_SELF;
2245         a.gpa = 0x00;
2246         rc = HYPERVISOR_hvm_op(HVMOP_pagetable_dying, &a);
2247         if (rc < 0) {
2248                 printk(KERN_DEBUG "HVMOP_pagetable_dying not supported\n");
2249                 return 0;
2250         }
2251         return 1;
2252 }
2253
2254 void __init xen_hvm_init_mmu_ops(void)
2255 {
2256         if (is_pagetable_dying_supported())
2257                 pv_mmu_ops.exit_mmap = xen_hvm_exit_mmap;
2258 }
2259 #endif
2260
2261 #ifdef CONFIG_XEN_DEBUG_FS
2262
2263 static struct dentry *d_mmu_debug;
2264
2265 static int __init xen_mmu_debugfs(void)
2266 {
2267         struct dentry *d_xen = xen_init_debugfs();
2268
2269         if (d_xen == NULL)
2270                 return -ENOMEM;
2271
2272         d_mmu_debug = debugfs_create_dir("mmu", d_xen);
2273
2274         debugfs_create_u8("zero_stats", 0644, d_mmu_debug, &zero_stats);
2275
2276         debugfs_create_u32("pgd_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pgd_update);
2277         debugfs_create_u32("pgd_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
2278                            &mmu_stats.pgd_update_pinned);
2279         debugfs_create_u32("pgd_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
2280                            &mmu_stats.pgd_update_pinned);
2281
2282         debugfs_create_u32("pud_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pud_update);
2283         debugfs_create_u32("pud_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
2284                            &mmu_stats.pud_update_pinned);
2285         debugfs_create_u32("pud_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
2286                            &mmu_stats.pud_update_pinned);
2287
2288         debugfs_create_u32("pmd_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pmd_update);
2289         debugfs_create_u32("pmd_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
2290                            &mmu_stats.pmd_update_pinned);
2291         debugfs_create_u32("pmd_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
2292                            &mmu_stats.pmd_update_pinned);
2293
2294         debugfs_create_u32("pte_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pte_update);
2295 //      debugfs_create_u32("pte_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
2296 //                         &mmu_stats.pte_update_pinned);
2297         debugfs_create_u32("pte_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
2298                            &mmu_stats.pte_update_pinned);
2299
2300         debugfs_create_u32("mmu_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.mmu_update);
2301         debugfs_create_u32("mmu_update_extended", 0444, d_mmu_debug,
2302                            &mmu_stats.mmu_update_extended);
2303         xen_debugfs_create_u32_array("mmu_update_histo", 0444, d_mmu_debug,
2304                                      mmu_stats.mmu_update_histo, 20);
2305
2306         debugfs_create_u32("set_pte_at", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.set_pte_at);
2307         debugfs_create_u32("set_pte_at_batched", 0444, d_mmu_debug,
2308                            &mmu_stats.set_pte_at_batched);
2309         debugfs_create_u32("set_pte_at_current", 0444, d_mmu_debug,
2310                            &mmu_stats.set_pte_at_current);
2311         debugfs_create_u32("set_pte_at_kernel", 0444, d_mmu_debug,
2312                            &mmu_stats.set_pte_at_kernel);
2313
2314         debugfs_create_u32("prot_commit", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.prot_commit);
2315         debugfs_create_u32("prot_commit_batched", 0444, d_mmu_debug,
2316                            &mmu_stats.prot_commit_batched);
2317
2318         return 0;
2319 }
2320 fs_initcall(xen_mmu_debugfs);
2321
2322 #endif  /* CONFIG_XEN_DEBUG_FS */