]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-3.10.git/blobdiff - drivers/lguest/page_tables.c
include cleanup: Update gfp.h and slab.h includes to prepare for breaking implicit...
[linux-3.10.git] / drivers / lguest / page_tables.c
index fffabb3271573d4f979cb36e98b5103c1d1246a7..04b22128a47421cac65a6dd73480ee56c87ded1d 100644 (file)
@@ -1,33 +1,39 @@
-/*P:700 The pagetable code, on the other hand, still shows the scars of
+/*P:700
+ * The pagetable code, on the other hand, still shows the scars of
  * previous encounters.  It's functional, and as neat as it can be in the
  * circumstances, but be wary, for these things are subtle and break easily.
  * The Guest provides a virtual to physical mapping, but we can neither trust
- * it nor use it: we verify and convert it here to point the hardware to the
- * actual Guest pages when running the Guest. :*/
+ * it nor use it: we verify and convert it here then point the CPU to the
+ * converted Guest pages when running the Guest.
+:*/
 
 /* Copyright (C) Rusty Russell IBM Corporation 2006.
  * GPL v2 and any later version */
 #include <linux/mm.h>
+#include <linux/gfp.h>
 #include <linux/types.h>
 #include <linux/spinlock.h>
 #include <linux/random.h>
 #include <linux/percpu.h>
 #include <asm/tlbflush.h>
 #include <asm/uaccess.h>
+#include <asm/bootparam.h>
 #include "lg.h"
 
-/*M:008 We hold reference to pages, which prevents them from being swapped.
+/*M:008
+ * We hold reference to pages, which prevents them from being swapped.
  * It'd be nice to have a callback in the "struct mm_struct" when Linux wants
  * to swap out.  If we had this, and a shrinker callback to trim PTE pages, we
- * could probably consider launching Guests as non-root. :*/
+ * could probably consider launching Guests as non-root.
+:*/
 
 /*H:300
  * The Page Table Code
  *
- * We use two-level page tables for the Guest.  If you're not entirely
- * comfortable with virtual addresses, physical addresses and page tables then
- * I recommend you review arch/x86/lguest/boot.c's "Page Table Handling" (with
- * diagrams!).
+ * We use two-level page tables for the Guest, or three-level with PAE.  If
+ * you're not entirely comfortable with virtual addresses, physical addresses
+ * and page tables then I recommend you review arch/x86/lguest/boot.c's "Page
+ * Table Handling" (with diagrams!).
  *
  * The Guest keeps page tables, but we maintain the actual ones here: these are
  * called "shadow" page tables.  Which is a very Guest-centric name: these are
  *  (v) Flushing (throwing away) page tables,
  *  (vi) Mapping the Switcher when the Guest is about to run,
  *  (vii) Setting up the page tables initially.
- :*/
+:*/
 
-
-/* 1024 entries in a page table page maps 1024 pages: 4MB.  The Switcher is
- * conveniently placed at the top 4MB, so it uses a separate, complete PTE
- * page.  */
+/*
+ * The Switcher uses the complete top PTE page.  That's 1024 PTE entries (4MB)
+ * or 512 PTE entries with PAE (2MB).
+ */
 #define SWITCHER_PGD_INDEX (PTRS_PER_PGD - 1)
 
-/* We actually need a separate PTE page for each CPU.  Remember that after the
+/*
+ * For PAE we need the PMD index as well. We use the last 2MB, so we
+ * will need the last pmd entry of the last pmd page.
+ */
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+#define SWITCHER_PMD_INDEX     (PTRS_PER_PMD - 1)
+#define RESERVE_MEM            2U
+#define CHECK_GPGD_MASK                _PAGE_PRESENT
+#else
+#define RESERVE_MEM            4U
+#define CHECK_GPGD_MASK                _PAGE_TABLE
+#endif
+
+/*
+ * We actually need a separate PTE page for each CPU.  Remember that after the
  * Switcher code itself comes two pages for each CPU, and we don't want this
- * CPU's guest to see the pages of any other CPU. */
+ * CPU's guest to see the pages of any other CPU.
+ */
 static DEFINE_PER_CPU(pte_t *, switcher_pte_pages);
 #define switcher_pte_page(cpu) per_cpu(switcher_pte_pages, cpu)
 
-/*H:320 The page table code is curly enough to need helper functions to keep it
- * clear and clean.
+/*H:320
+ * The page table code is curly enough to need helper functions to keep it
+ * clear and clean.  The kernel itself provides many of them; one advantage
+ * of insisting that the Guest and Host use the same CONFIG_PAE setting.
  *
  * There are two functions which return pointers to the shadow (aka "real")
  * page tables.
@@ -67,100 +90,174 @@ static DEFINE_PER_CPU(pte_t *, switcher_pte_pages);
  * spgd_addr() takes the virtual address and returns a pointer to the top-level
  * page directory entry (PGD) for that address.  Since we keep track of several
  * page tables, the "i" argument tells us which one we're interested in (it's
- * usually the current one). */
-static pgd_t *spgd_addr(struct lguest *lg, u32 i, unsigned long vaddr)
+ * usually the current one).
+ */
+static pgd_t *spgd_addr(struct lg_cpu *cpu, u32 i, unsigned long vaddr)
 {
        unsigned int index = pgd_index(vaddr);
 
+#ifndef CONFIG_X86_PAE
        /* We kill any Guest trying to touch the Switcher addresses. */
        if (index >= SWITCHER_PGD_INDEX) {
-               kill_guest(lg, "attempt to access switcher pages");
+               kill_guest(cpu, "attempt to access switcher pages");
                index = 0;
        }
+#endif
        /* Return a pointer index'th pgd entry for the i'th page table. */
-       return &lg->pgdirs[i].pgdir[index];
+       return &cpu->lg->pgdirs[i].pgdir[index];
+}
+
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+/*
+ * This routine then takes the PGD entry given above, which contains the
+ * address of the PMD page.  It then returns a pointer to the PMD entry for the
+ * given address.
+ */
+static pmd_t *spmd_addr(struct lg_cpu *cpu, pgd_t spgd, unsigned long vaddr)
+{
+       unsigned int index = pmd_index(vaddr);
+       pmd_t *page;
+
+       /* We kill any Guest trying to touch the Switcher addresses. */
+       if (pgd_index(vaddr) == SWITCHER_PGD_INDEX &&
+                                       index >= SWITCHER_PMD_INDEX) {
+               kill_guest(cpu, "attempt to access switcher pages");
+               index = 0;
+       }
+
+       /* You should never call this if the PGD entry wasn't valid */
+       BUG_ON(!(pgd_flags(spgd) & _PAGE_PRESENT));
+       page = __va(pgd_pfn(spgd) << PAGE_SHIFT);
+
+       return &page[index];
 }
+#endif
 
-/* This routine then takes the page directory entry returned above, which
+/*
+ * This routine then takes the page directory entry returned above, which
  * contains the address of the page table entry (PTE) page.  It then returns a
- * pointer to the PTE entry for the given address. */
-static pte_t *spte_addr(struct lguest *lg, pgd_t spgd, unsigned long vaddr)
+ * pointer to the PTE entry for the given address.
+ */
+static pte_t *spte_addr(struct lg_cpu *cpu, pgd_t spgd, unsigned long vaddr)
 {
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       pmd_t *pmd = spmd_addr(cpu, spgd, vaddr);
+       pte_t *page = __va(pmd_pfn(*pmd) << PAGE_SHIFT);
+
+       /* You should never call this if the PMD entry wasn't valid */
+       BUG_ON(!(pmd_flags(*pmd) & _PAGE_PRESENT));
+#else
        pte_t *page = __va(pgd_pfn(spgd) << PAGE_SHIFT);
        /* You should never call this if the PGD entry wasn't valid */
        BUG_ON(!(pgd_flags(spgd) & _PAGE_PRESENT));
-       return &page[(vaddr >> PAGE_SHIFT) % PTRS_PER_PTE];
+#endif
+
+       return &page[pte_index(vaddr)];
 }
 
-/* These two functions just like the above two, except they access the Guest
- * page tables.  Hence they return a Guest address. */
-static unsigned long gpgd_addr(struct lguest *lg, unsigned long vaddr)
+/*
+ * These functions are just like the above two, except they access the Guest
+ * page tables.  Hence they return a Guest address.
+ */
+static unsigned long gpgd_addr(struct lg_cpu *cpu, unsigned long vaddr)
 {
        unsigned int index = vaddr >> (PGDIR_SHIFT);
-       return lg->pgdirs[lg->pgdidx].gpgdir + index * sizeof(pgd_t);
+       return cpu->lg->pgdirs[cpu->cpu_pgd].gpgdir + index * sizeof(pgd_t);
+}
+
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+/* Follow the PGD to the PMD. */
+static unsigned long gpmd_addr(pgd_t gpgd, unsigned long vaddr)
+{
+       unsigned long gpage = pgd_pfn(gpgd) << PAGE_SHIFT;
+       BUG_ON(!(pgd_flags(gpgd) & _PAGE_PRESENT));
+       return gpage + pmd_index(vaddr) * sizeof(pmd_t);
 }
 
-static unsigned long gpte_addr(struct lguest *lg,
-                              pgd_t gpgd, unsigned long vaddr)
+/* Follow the PMD to the PTE. */
+static unsigned long gpte_addr(struct lg_cpu *cpu,
+                              pmd_t gpmd, unsigned long vaddr)
+{
+       unsigned long gpage = pmd_pfn(gpmd) << PAGE_SHIFT;
+
+       BUG_ON(!(pmd_flags(gpmd) & _PAGE_PRESENT));
+       return gpage + pte_index(vaddr) * sizeof(pte_t);
+}
+#else
+/* Follow the PGD to the PTE (no mid-level for !PAE). */
+static unsigned long gpte_addr(struct lg_cpu *cpu,
+                               pgd_t gpgd, unsigned long vaddr)
 {
        unsigned long gpage = pgd_pfn(gpgd) << PAGE_SHIFT;
+
        BUG_ON(!(pgd_flags(gpgd) & _PAGE_PRESENT));
-       return gpage + ((vaddr>>PAGE_SHIFT) % PTRS_PER_PTE) * sizeof(pte_t);
+       return gpage + pte_index(vaddr) * sizeof(pte_t);
 }
+#endif
+/*:*/
+
+/*M:014
+ * get_pfn is slow: we could probably try to grab batches of pages here as
+ * an optimization (ie. pre-faulting).
+:*/
 
-/*H:350 This routine takes a page number given by the Guest and converts it to
+/*H:350
+ * This routine takes a page number given by the Guest and converts it to
  * an actual, physical page number.  It can fail for several reasons: the
  * virtual address might not be mapped by the Launcher, the write flag is set
  * and the page is read-only, or the write flag was set and the page was
  * shared so had to be copied, but we ran out of memory.
  *
- * This holds a reference to the page, so release_pte() is careful to
- * put that back. */
+ * This holds a reference to the page, so release_pte() is careful to put that
+ * back.
+ */
 static unsigned long get_pfn(unsigned long virtpfn, int write)
 {
        struct page *page;
-       /* This value indicates failure. */
-       unsigned long ret = -1UL;
 
-       /* get_user_pages() is a complex interface: it gets the "struct
-        * vm_area_struct" and "struct page" assocated with a range of pages.
-        * It also needs the task's mmap_sem held, and is not very quick.
-        * It returns the number of pages it got. */
-       down_read(&current->mm->mmap_sem);
-       if (get_user_pages(current, current->mm, virtpfn << PAGE_SHIFT,
-                          1, write, 1, &page, NULL) == 1)
-               ret = page_to_pfn(page);
-       up_read(&current->mm->mmap_sem);
-       return ret;
+       /* gup me one page at this address please! */
+       if (get_user_pages_fast(virtpfn << PAGE_SHIFT, 1, write, &page) == 1)
+               return page_to_pfn(page);
+
+       /* This value indicates failure. */
+       return -1UL;
 }
 
-/*H:340 Converting a Guest page table entry to a shadow (ie. real) page table
+/*H:340
+ * Converting a Guest page table entry to a shadow (ie. real) page table
  * entry can be a little tricky.  The flags are (almost) the same, but the
  * Guest PTE contains a virtual page number: the CPU needs the real page
- * number. */
-static pte_t gpte_to_spte(struct lguest *lg, pte_t gpte, int write)
+ * number.
+ */
+static pte_t gpte_to_spte(struct lg_cpu *cpu, pte_t gpte, int write)
 {
        unsigned long pfn, base, flags;
 
-       /* The Guest sets the global flag, because it thinks that it is using
+       /*
+        * The Guest sets the global flag, because it thinks that it is using
         * PGE.  We only told it to use PGE so it would tell us whether it was
         * flushing a kernel mapping or a userspace mapping.  We don't actually
-        * use the global bit, so throw it away. */
+        * use the global bit, so throw it away.
+        */
        flags = (pte_flags(gpte) & ~_PAGE_GLOBAL);
 
        /* The Guest's pages are offset inside the Launcher. */
-       base = (unsigned long)lg->mem_base / PAGE_SIZE;
+       base = (unsigned long)cpu->lg->mem_base / PAGE_SIZE;
 
-       /* We need a temporary "unsigned long" variable to hold the answer from
+       /*
+        * We need a temporary "unsigned long" variable to hold the answer from
         * get_pfn(), because it returns 0xFFFFFFFF on failure, which wouldn't
         * fit in spte.pfn.  get_pfn() finds the real physical number of the
-        * page, given the virtual number. */
+        * page, given the virtual number.
+        */
        pfn = get_pfn(base + pte_pfn(gpte), write);
        if (pfn == -1UL) {
-               kill_guest(lg, "failed to get page %lu", pte_pfn(gpte));
-               /* When we destroy the Guest, we'll go through the shadow page
+               kill_guest(cpu, "failed to get page %lu", pte_pfn(gpte));
+               /*
+                * When we destroy the Guest, we'll go through the shadow page
                 * tables and release_pte() them.  Make sure we don't think
-                * this one is valid! */
+                * this one is valid!
+                */
                flags = 0;
        }
        /* Now we assemble our shadow PTE from the page number and flags. */
@@ -170,25 +267,37 @@ static pte_t gpte_to_spte(struct lguest *lg, pte_t gpte, int write)
 /*H:460 And to complete the chain, release_pte() looks like this: */
 static void release_pte(pte_t pte)
 {
-       /* Remember that get_user_pages() took a reference to the page, in
-        * get_pfn()?  We have to put it back now. */
+       /*
+        * Remember that get_user_pages_fast() took a reference to the page, in
+        * get_pfn()?  We have to put it back now.
+        */
        if (pte_flags(pte) & _PAGE_PRESENT)
-               put_page(pfn_to_page(pte_pfn(pte)));
+               put_page(pte_page(pte));
 }
 /*:*/
 
-static void check_gpte(struct lguest *lg, pte_t gpte)
+static void check_gpte(struct lg_cpu *cpu, pte_t gpte)
+{
+       if ((pte_flags(gpte) & _PAGE_PSE) ||
+           pte_pfn(gpte) >= cpu->lg->pfn_limit)
+               kill_guest(cpu, "bad page table entry");
+}
+
+static void check_gpgd(struct lg_cpu *cpu, pgd_t gpgd)
 {
-       if ((pte_flags(gpte) & (_PAGE_PWT|_PAGE_PSE))
-           || pte_pfn(gpte) >= lg->pfn_limit)
-               kill_guest(lg, "bad page table entry");
+       if ((pgd_flags(gpgd) & ~CHECK_GPGD_MASK) ||
+          (pgd_pfn(gpgd) >= cpu->lg->pfn_limit))
+               kill_guest(cpu, "bad page directory entry");
 }
 
-static void check_gpgd(struct lguest *lg, pgd_t gpgd)
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+static void check_gpmd(struct lg_cpu *cpu, pmd_t gpmd)
 {
-       if ((pgd_flags(gpgd) & ~_PAGE_TABLE) || pgd_pfn(gpgd) >= lg->pfn_limit)
-               kill_guest(lg, "bad page directory entry");
+       if ((pmd_flags(gpmd) & ~_PAGE_TABLE) ||
+          (pmd_pfn(gpmd) >= cpu->lg->pfn_limit))
+               kill_guest(cpu, "bad page middle directory entry");
 }
+#endif
 
 /*H:330
  * (i) Looking up a page table entry when the Guest faults.
@@ -199,8 +308,9 @@ static void check_gpgd(struct lguest *lg, pgd_t gpgd)
  * and return to the Guest without it knowing.
  *
  * If we fixed up the fault (ie. we mapped the address), this routine returns
- * true.  Otherwise, it was a real fault and we need to tell the Guest. */
-int demand_page(struct lguest *lg, unsigned long vaddr, int errcode)
+ * true.  Otherwise, it was a real fault and we need to tell the Guest.
+ */
+bool demand_page(struct lg_cpu *cpu, unsigned long vaddr, int errcode)
 {
        pgd_t gpgd;
        pgd_t *spgd;
@@ -208,51 +318,108 @@ int demand_page(struct lguest *lg, unsigned long vaddr, int errcode)
        pte_t gpte;
        pte_t *spte;
 
+       /* Mid level for PAE. */
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       pmd_t *spmd;
+       pmd_t gpmd;
+#endif
+
        /* First step: get the top-level Guest page table entry. */
-       gpgd = lgread(lg, gpgd_addr(lg, vaddr), pgd_t);
+       gpgd = lgread(cpu, gpgd_addr(cpu, vaddr), pgd_t);
        /* Toplevel not present?  We can't map it in. */
        if (!(pgd_flags(gpgd) & _PAGE_PRESENT))
-               return 0;
+               return false;
 
        /* Now look at the matching shadow entry. */
-       spgd = spgd_addr(lg, lg->pgdidx, vaddr);
+       spgd = spgd_addr(cpu, cpu->cpu_pgd, vaddr);
        if (!(pgd_flags(*spgd) & _PAGE_PRESENT)) {
                /* No shadow entry: allocate a new shadow PTE page. */
                unsigned long ptepage = get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
-               /* This is not really the Guest's fault, but killing it is
-                * simple for this corner case. */
+               /*
+                * This is not really the Guest's fault, but killing it is
+                * simple for this corner case.
+                */
                if (!ptepage) {
-                       kill_guest(lg, "out of memory allocating pte page");
-                       return 0;
+                       kill_guest(cpu, "out of memory allocating pte page");
+                       return false;
                }
                /* We check that the Guest pgd is OK. */
-               check_gpgd(lg, gpgd);
-               /* And we copy the flags to the shadow PGD entry.  The page
-                * number in the shadow PGD is the page we just allocated. */
-               *spgd = __pgd(__pa(ptepage) | pgd_flags(gpgd));
+               check_gpgd(cpu, gpgd);
+               /*
+                * And we copy the flags to the shadow PGD entry.  The page
+                * number in the shadow PGD is the page we just allocated.
+                */
+               set_pgd(spgd, __pgd(__pa(ptepage) | pgd_flags(gpgd)));
+       }
+
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       gpmd = lgread(cpu, gpmd_addr(gpgd, vaddr), pmd_t);
+       /* Middle level not present?  We can't map it in. */
+       if (!(pmd_flags(gpmd) & _PAGE_PRESENT))
+               return false;
+
+       /* Now look at the matching shadow entry. */
+       spmd = spmd_addr(cpu, *spgd, vaddr);
+
+       if (!(pmd_flags(*spmd) & _PAGE_PRESENT)) {
+               /* No shadow entry: allocate a new shadow PTE page. */
+               unsigned long ptepage = get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
+
+               /*
+                * This is not really the Guest's fault, but killing it is
+                * simple for this corner case.
+                */
+               if (!ptepage) {
+                       kill_guest(cpu, "out of memory allocating pte page");
+                       return false;
+               }
+
+               /* We check that the Guest pmd is OK. */
+               check_gpmd(cpu, gpmd);
+
+               /*
+                * And we copy the flags to the shadow PMD entry.  The page
+                * number in the shadow PMD is the page we just allocated.
+                */
+               set_pmd(spmd, __pmd(__pa(ptepage) | pmd_flags(gpmd)));
        }
 
-       /* OK, now we look at the lower level in the Guest page table: keep its
-        * address, because we might update it later. */
-       gpte_ptr = gpte_addr(lg, gpgd, vaddr);
-       gpte = lgread(lg, gpte_ptr, pte_t);
+       /*
+        * OK, now we look at the lower level in the Guest page table: keep its
+        * address, because we might update it later.
+        */
+       gpte_ptr = gpte_addr(cpu, gpmd, vaddr);
+#else
+       /*
+        * OK, now we look at the lower level in the Guest page table: keep its
+        * address, because we might update it later.
+        */
+       gpte_ptr = gpte_addr(cpu, gpgd, vaddr);
+#endif
+
+       /* Read the actual PTE value. */
+       gpte = lgread(cpu, gpte_ptr, pte_t);
 
        /* If this page isn't in the Guest page tables, we can't page it in. */
        if (!(pte_flags(gpte) & _PAGE_PRESENT))
-               return 0;
+               return false;
 
-       /* Check they're not trying to write to a page the Guest wants
-        * read-only (bit 2 of errcode == write). */
+       /*
+        * Check they're not trying to write to a page the Guest wants
+        * read-only (bit 2 of errcode == write).
+        */
        if ((errcode & 2) && !(pte_flags(gpte) & _PAGE_RW))
-               return 0;
+               return false;
 
        /* User access to a kernel-only page? (bit 3 == user access) */
        if ((errcode & 4) && !(pte_flags(gpte) & _PAGE_USER))
-               return 0;
+               return false;
 
-       /* Check that the Guest PTE flags are OK, and the page number is below
-        * the pfn_limit (ie. not mapping the Launcher binary). */
-       check_gpte(lg, gpte);
+       /*
+        * Check that the Guest PTE flags are OK, and the page number is below
+        * the pfn_limit (ie. not mapping the Launcher binary).
+        */
+       check_gpte(cpu, gpte);
 
        /* Add the _PAGE_ACCESSED and (for a write) _PAGE_DIRTY flag */
        gpte = pte_mkyoung(gpte);
@@ -260,31 +427,42 @@ int demand_page(struct lguest *lg, unsigned long vaddr, int errcode)
                gpte = pte_mkdirty(gpte);
 
        /* Get the pointer to the shadow PTE entry we're going to set. */
-       spte = spte_addr(lg, *spgd, vaddr);
-       /* If there was a valid shadow PTE entry here before, we release it.
-        * This can happen with a write to a previously read-only entry. */
+       spte = spte_addr(cpu, *spgd, vaddr);
+
+       /*
+        * If there was a valid shadow PTE entry here before, we release it.
+        * This can happen with a write to a previously read-only entry.
+        */
        release_pte(*spte);
 
-       /* If this is a write, we insist that the Guest page is writable (the
-        * final arg to gpte_to_spte()). */
+       /*
+        * If this is a write, we insist that the Guest page is writable (the
+        * final arg to gpte_to_spte()).
+        */
        if (pte_dirty(gpte))
-               *spte = gpte_to_spte(lg, gpte, 1);
+               *spte = gpte_to_spte(cpu, gpte, 1);
        else
-               /* If this is a read, don't set the "writable" bit in the page
+               /*
+                * If this is a read, don't set the "writable" bit in the page
                 * table entry, even if the Guest says it's writable.  That way
                 * we will come back here when a write does actually occur, so
-                * we can update the Guest's _PAGE_DIRTY flag. */
-               *spte = gpte_to_spte(lg, pte_wrprotect(gpte), 0);
-
-       /* Finally, we write the Guest PTE entry back: we've set the
-        * _PAGE_ACCESSED and maybe the _PAGE_DIRTY flags. */
-       lgwrite(lg, gpte_ptr, pte_t, gpte);
-
-       /* The fault is fixed, the page table is populated, the mapping
+                * we can update the Guest's _PAGE_DIRTY flag.
+                */
+               set_pte(spte, gpte_to_spte(cpu, pte_wrprotect(gpte), 0));
+
+       /*
+        * Finally, we write the Guest PTE entry back: we've set the
+        * _PAGE_ACCESSED and maybe the _PAGE_DIRTY flags.
+        */
+       lgwrite(cpu, gpte_ptr, pte_t, gpte);
+
+       /*
+        * The fault is fixed, the page table is populated, the mapping
         * manipulated, the result returned and the code complete.  A small
         * delay and a trace of alliteration are the only indications the Guest
-        * has that a page fault occurred at all. */
-       return 1;
+        * has that a page fault occurred at all.
+        */
+       return true;
 }
 
 /*H:360
@@ -296,42 +474,98 @@ int demand_page(struct lguest *lg, unsigned long vaddr, int errcode)
  * mapped, so it's overkill.
  *
  * This is a quick version which answers the question: is this virtual address
- * mapped by the shadow page tables, and is it writable? */
-static int page_writable(struct lguest *lg, unsigned long vaddr)
+ * mapped by the shadow page tables, and is it writable?
+ */
+static bool page_writable(struct lg_cpu *cpu, unsigned long vaddr)
 {
        pgd_t *spgd;
        unsigned long flags;
 
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       pmd_t *spmd;
+#endif
        /* Look at the current top level entry: is it present? */
-       spgd = spgd_addr(lg, lg->pgdidx, vaddr);
+       spgd = spgd_addr(cpu, cpu->cpu_pgd, vaddr);
        if (!(pgd_flags(*spgd) & _PAGE_PRESENT))
-               return 0;
+               return false;
 
-       /* Check the flags on the pte entry itself: it must be present and
-        * writable. */
-       flags = pte_flags(*(spte_addr(lg, *spgd, vaddr)));
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       spmd = spmd_addr(cpu, *spgd, vaddr);
+       if (!(pmd_flags(*spmd) & _PAGE_PRESENT))
+               return false;
+#endif
+
+       /*
+        * Check the flags on the pte entry itself: it must be present and
+        * writable.
+        */
+       flags = pte_flags(*(spte_addr(cpu, *spgd, vaddr)));
 
        return (flags & (_PAGE_PRESENT|_PAGE_RW)) == (_PAGE_PRESENT|_PAGE_RW);
 }
 
-/* So, when pin_stack_pages() asks us to pin a page, we check if it's already
+/*
+ * So, when pin_stack_pages() asks us to pin a page, we check if it's already
  * in the page tables, and if not, we call demand_page() with error code 2
- * (meaning "write"). */
-void pin_page(struct lguest *lg, unsigned long vaddr)
+ * (meaning "write").
+ */
+void pin_page(struct lg_cpu *cpu, unsigned long vaddr)
 {
-       if (!page_writable(lg, vaddr) && !demand_page(lg, vaddr, 2))
-               kill_guest(lg, "bad stack page %#lx", vaddr);
+       if (!page_writable(cpu, vaddr) && !demand_page(cpu, vaddr, 2))
+               kill_guest(cpu, "bad stack page %#lx", vaddr);
 }
+/*:*/
 
-/*H:450 If we chase down the release_pgd() code, it looks like this: */
-static void release_pgd(struct lguest *lg, pgd_t *spgd)
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+static void release_pmd(pmd_t *spmd)
+{
+       /* If the entry's not present, there's nothing to release. */
+       if (pmd_flags(*spmd) & _PAGE_PRESENT) {
+               unsigned int i;
+               pte_t *ptepage = __va(pmd_pfn(*spmd) << PAGE_SHIFT);
+               /* For each entry in the page, we might need to release it. */
+               for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
+                       release_pte(ptepage[i]);
+               /* Now we can free the page of PTEs */
+               free_page((long)ptepage);
+               /* And zero out the PMD entry so we never release it twice. */
+               set_pmd(spmd, __pmd(0));
+       }
+}
+
+static void release_pgd(pgd_t *spgd)
+{
+       /* If the entry's not present, there's nothing to release. */
+       if (pgd_flags(*spgd) & _PAGE_PRESENT) {
+               unsigned int i;
+               pmd_t *pmdpage = __va(pgd_pfn(*spgd) << PAGE_SHIFT);
+
+               for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++)
+                       release_pmd(&pmdpage[i]);
+
+               /* Now we can free the page of PMDs */
+               free_page((long)pmdpage);
+               /* And zero out the PGD entry so we never release it twice. */
+               set_pgd(spgd, __pgd(0));
+       }
+}
+
+#else /* !CONFIG_X86_PAE */
+/*H:450
+ * If we chase down the release_pgd() code, the non-PAE version looks like
+ * this.  The PAE version is almost identical, but instead of calling
+ * release_pte it calls release_pmd(), which looks much like this.
+ */
+static void release_pgd(pgd_t *spgd)
 {
        /* If the entry's not present, there's nothing to release. */
        if (pgd_flags(*spgd) & _PAGE_PRESENT) {
                unsigned int i;
-               /* Converting the pfn to find the actual PTE page is easy: turn
+               /*
+                * Converting the pfn to find the actual PTE page is easy: turn
                 * the page number into a physical address, then convert to a
-                * virtual address (easy for kernel pages like this one). */
+                * virtual address (easy for kernel pages like this one).
+                */
                pte_t *ptepage = __va(pgd_pfn(*spgd) << PAGE_SHIFT);
                /* For each entry in the page, we might need to release it. */
                for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
@@ -342,148 +576,224 @@ static void release_pgd(struct lguest *lg, pgd_t *spgd)
                *spgd = __pgd(0);
        }
 }
+#endif
 
-/*H:445 We saw flush_user_mappings() twice: once from the flush_user_mappings()
+/*H:445
+ * We saw flush_user_mappings() twice: once from the flush_user_mappings()
  * hypercall and once in new_pgdir() when we re-used a top-level pgdir page.
- * It simply releases every PTE page from 0 up to the Guest's kernel address. */
+ * It simply releases every PTE page from 0 up to the Guest's kernel address.
+ */
 static void flush_user_mappings(struct lguest *lg, int idx)
 {
        unsigned int i;
        /* Release every pgd entry up to the kernel's address. */
        for (i = 0; i < pgd_index(lg->kernel_address); i++)
-               release_pgd(lg, lg->pgdirs[idx].pgdir + i);
+               release_pgd(lg->pgdirs[idx].pgdir + i);
 }
 
-/*H:440 (v) Flushing (throwing away) page tables,
+/*H:440
+ * (v) Flushing (throwing away) page tables,
  *
  * The Guest has a hypercall to throw away the page tables: it's used when a
- * large number of mappings have been changed. */
-void guest_pagetable_flush_user(struct lguest *lg)
+ * large number of mappings have been changed.
+ */
+void guest_pagetable_flush_user(struct lg_cpu *cpu)
 {
        /* Drop the userspace part of the current page table. */
-       flush_user_mappings(lg, lg->pgdidx);
+       flush_user_mappings(cpu->lg, cpu->cpu_pgd);
 }
 /*:*/
 
 /* We walk down the guest page tables to get a guest-physical address */
-unsigned long guest_pa(struct lguest *lg, unsigned long vaddr)
+unsigned long guest_pa(struct lg_cpu *cpu, unsigned long vaddr)
 {
        pgd_t gpgd;
        pte_t gpte;
-
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       pmd_t gpmd;
+#endif
        /* First step: get the top-level Guest page table entry. */
-       gpgd = lgread(lg, gpgd_addr(lg, vaddr), pgd_t);
+       gpgd = lgread(cpu, gpgd_addr(cpu, vaddr), pgd_t);
        /* Toplevel not present?  We can't map it in. */
-       if (!(pgd_flags(gpgd) & _PAGE_PRESENT))
-               kill_guest(lg, "Bad address %#lx", vaddr);
+       if (!(pgd_flags(gpgd) & _PAGE_PRESENT)) {
+               kill_guest(cpu, "Bad address %#lx", vaddr);
+               return -1UL;
+       }
 
-       gpte = lgread(lg, gpte_addr(lg, gpgd, vaddr), pte_t);
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       gpmd = lgread(cpu, gpmd_addr(gpgd, vaddr), pmd_t);
+       if (!(pmd_flags(gpmd) & _PAGE_PRESENT))
+               kill_guest(cpu, "Bad address %#lx", vaddr);
+       gpte = lgread(cpu, gpte_addr(cpu, gpmd, vaddr), pte_t);
+#else
+       gpte = lgread(cpu, gpte_addr(cpu, gpgd, vaddr), pte_t);
+#endif
        if (!(pte_flags(gpte) & _PAGE_PRESENT))
-               kill_guest(lg, "Bad address %#lx", vaddr);
+               kill_guest(cpu, "Bad address %#lx", vaddr);
 
        return pte_pfn(gpte) * PAGE_SIZE | (vaddr & ~PAGE_MASK);
 }
 
-/* We keep several page tables.  This is a simple routine to find the page
+/*
+ * We keep several page tables.  This is a simple routine to find the page
  * table (if any) corresponding to this top-level address the Guest has given
- * us. */
+ * us.
+ */
 static unsigned int find_pgdir(struct lguest *lg, unsigned long pgtable)
 {
        unsigned int i;
        for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(lg->pgdirs); i++)
-               if (lg->pgdirs[i].gpgdir == pgtable)
+               if (lg->pgdirs[i].pgdir && lg->pgdirs[i].gpgdir == pgtable)
                        break;
        return i;
 }
 
-/*H:435 And this is us, creating the new page directory.  If we really do
+/*H:435
+ * And this is us, creating the new page directory.  If we really do
  * allocate a new one (and so the kernel parts are not there), we set
- * blank_pgdir. */
-static unsigned int new_pgdir(struct lguest *lg,
+ * blank_pgdir.
+ */
+static unsigned int new_pgdir(struct lg_cpu *cpu,
                              unsigned long gpgdir,
                              int *blank_pgdir)
 {
        unsigned int next;
-
-       /* We pick one entry at random to throw out.  Choosing the Least
-        * Recently Used might be better, but this is easy. */
-       next = random32() % ARRAY_SIZE(lg->pgdirs);
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       pmd_t *pmd_table;
+#endif
+
+       /*
+        * We pick one entry at random to throw out.  Choosing the Least
+        * Recently Used might be better, but this is easy.
+        */
+       next = random32() % ARRAY_SIZE(cpu->lg->pgdirs);
        /* If it's never been allocated at all before, try now. */
-       if (!lg->pgdirs[next].pgdir) {
-               lg->pgdirs[next].pgdir = (pgd_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
+       if (!cpu->lg->pgdirs[next].pgdir) {
+               cpu->lg->pgdirs[next].pgdir =
+                                       (pgd_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
                /* If the allocation fails, just keep using the one we have */
-               if (!lg->pgdirs[next].pgdir)
-                       next = lg->pgdidx;
-               else
-                       /* This is a blank page, so there are no kernel
-                        * mappings: caller must map the stack! */
+               if (!cpu->lg->pgdirs[next].pgdir)
+                       next = cpu->cpu_pgd;
+               else {
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+                       /*
+                        * In PAE mode, allocate a pmd page and populate the
+                        * last pgd entry.
+                        */
+                       pmd_table = (pmd_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
+                       if (!pmd_table) {
+                               free_page((long)cpu->lg->pgdirs[next].pgdir);
+                               set_pgd(cpu->lg->pgdirs[next].pgdir, __pgd(0));
+                               next = cpu->cpu_pgd;
+                       } else {
+                               set_pgd(cpu->lg->pgdirs[next].pgdir +
+                                       SWITCHER_PGD_INDEX,
+                                       __pgd(__pa(pmd_table) | _PAGE_PRESENT));
+                               /*
+                                * This is a blank page, so there are no kernel
+                                * mappings: caller must map the stack!
+                                */
+                               *blank_pgdir = 1;
+                       }
+#else
                        *blank_pgdir = 1;
+#endif
+               }
        }
        /* Record which Guest toplevel this shadows. */
-       lg->pgdirs[next].gpgdir = gpgdir;
+       cpu->lg->pgdirs[next].gpgdir = gpgdir;
        /* Release all the non-kernel mappings. */
-       flush_user_mappings(lg, next);
+       flush_user_mappings(cpu->lg, next);
 
        return next;
 }
 
-/*H:430 (iv) Switching page tables
+/*H:430
+ * (iv) Switching page tables
  *
- * Now we've seen all the page table setting and manipulation, let's see what
+ * Now we've seen all the page table setting and manipulation, let's see
  * what happens when the Guest changes page tables (ie. changes the top-level
- * pgdir).  This occurs on almost every context switch. */
-void guest_new_pagetable(struct lguest *lg, unsigned long pgtable)
+ * pgdir).  This occurs on almost every context switch.
+ */
+void guest_new_pagetable(struct lg_cpu *cpu, unsigned long pgtable)
 {
        int newpgdir, repin = 0;
 
        /* Look to see if we have this one already. */
-       newpgdir = find_pgdir(lg, pgtable);
-       /* If not, we allocate or mug an existing one: if it's a fresh one,
-        * repin gets set to 1. */
-       if (newpgdir == ARRAY_SIZE(lg->pgdirs))
-               newpgdir = new_pgdir(lg, pgtable, &repin);
+       newpgdir = find_pgdir(cpu->lg, pgtable);
+       /*
+        * If not, we allocate or mug an existing one: if it's a fresh one,
+        * repin gets set to 1.
+        */
+       if (newpgdir == ARRAY_SIZE(cpu->lg->pgdirs))
+               newpgdir = new_pgdir(cpu, pgtable, &repin);
        /* Change the current pgd index to the new one. */
-       lg->pgdidx = newpgdir;
+       cpu->cpu_pgd = newpgdir;
        /* If it was completely blank, we map in the Guest kernel stack */
        if (repin)
-               pin_stack_pages(lg);
+               pin_stack_pages(cpu);
 }
 
-/*H:470 Finally, a routine which throws away everything: all PGD entries in all
+/*H:470
+ * Finally, a routine which throws away everything: all PGD entries in all
  * the shadow page tables, including the Guest's kernel mappings.  This is used
- * when we destroy the Guest. */
+ * when we destroy the Guest.
+ */
 static void release_all_pagetables(struct lguest *lg)
 {
        unsigned int i, j;
 
        /* Every shadow pagetable this Guest has */
        for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(lg->pgdirs); i++)
-               if (lg->pgdirs[i].pgdir)
+               if (lg->pgdirs[i].pgdir) {
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+                       pgd_t *spgd;
+                       pmd_t *pmdpage;
+                       unsigned int k;
+
+                       /* Get the last pmd page. */
+                       spgd = lg->pgdirs[i].pgdir + SWITCHER_PGD_INDEX;
+                       pmdpage = __va(pgd_pfn(*spgd) << PAGE_SHIFT);
+
+                       /*
+                        * And release the pmd entries of that pmd page,
+                        * except for the switcher pmd.
+                        */
+                       for (k = 0; k < SWITCHER_PMD_INDEX; k++)
+                               release_pmd(&pmdpage[k]);
+#endif
                        /* Every PGD entry except the Switcher at the top */
                        for (j = 0; j < SWITCHER_PGD_INDEX; j++)
-                               release_pgd(lg, lg->pgdirs[i].pgdir + j);
+                               release_pgd(lg->pgdirs[i].pgdir + j);
+               }
 }
 
-/* We also throw away everything when a Guest tells us it's changed a kernel
+/*
+ * We also throw away everything when a Guest tells us it's changed a kernel
  * mapping.  Since kernel mappings are in every page table, it's easiest to
  * throw them all away.  This traps the Guest in amber for a while as
- * everything faults back in, but it's rare. */
-void guest_pagetable_clear_all(struct lguest *lg)
+ * everything faults back in, but it's rare.
+ */
+void guest_pagetable_clear_all(struct lg_cpu *cpu)
 {
-       release_all_pagetables(lg);
+       release_all_pagetables(cpu->lg);
        /* We need the Guest kernel stack mapped again. */
-       pin_stack_pages(lg);
+       pin_stack_pages(cpu);
 }
 /*:*/
-/*M:009 Since we throw away all mappings when a kernel mapping changes, our
+
+/*M:009
+ * Since we throw away all mappings when a kernel mapping changes, our
  * performance sucks for guests using highmem.  In fact, a guest with
  * PAGE_OFFSET 0xc0000000 (the default) and more than about 700MB of RAM is
  * usually slower than a Guest with less memory.
  *
  * This, of course, cannot be fixed.  It would take some kind of... well, I
- * don't know, but the term "puissant code-fu" comes to mind. :*/
+ * don't know, but the term "puissant code-fu" comes to mind.
+:*/
 
-/*H:420 This is the routine which actually sets the page table entry for then
+/*H:420
+ * This is the routine which actually sets the page table entry for then
  * "idx"'th shadow page table.
  *
  * Normally, we can just throw out the old entry and replace it with 0: if they
@@ -497,33 +807,51 @@ void guest_pagetable_clear_all(struct lguest *lg)
  * _PAGE_ACCESSED then we can put a read-only PTE entry in immediately, and if
  * they set _PAGE_DIRTY then we can put a writable PTE entry in immediately.
  */
-static void do_set_pte(struct lguest *lg, int idx,
+static void do_set_pte(struct lg_cpu *cpu, int idx,
                       unsigned long vaddr, pte_t gpte)
 {
        /* Look up the matching shadow page directory entry. */
-       pgd_t *spgd = spgd_addr(lg, idx, vaddr);
+       pgd_t *spgd = spgd_addr(cpu, idx, vaddr);
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       pmd_t *spmd;
+#endif
 
        /* If the top level isn't present, there's no entry to update. */
        if (pgd_flags(*spgd) & _PAGE_PRESENT) {
-               /* Otherwise, we start by releasing the existing entry. */
-               pte_t *spte = spte_addr(lg, *spgd, vaddr);
-               release_pte(*spte);
-
-               /* If they're setting this entry as dirty or accessed, we might
-                * as well put that entry they've given us in now.  This shaves
-                * 10% off a copy-on-write micro-benchmark. */
-               if (pte_flags(gpte) & (_PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED)) {
-                       check_gpte(lg, gpte);
-                       *spte = gpte_to_spte(lg, gpte,
-                                            pte_flags(gpte) & _PAGE_DIRTY);
-               } else
-                       /* Otherwise kill it and we can demand_page() it in
-                        * later. */
-                       *spte = __pte(0);
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+               spmd = spmd_addr(cpu, *spgd, vaddr);
+               if (pmd_flags(*spmd) & _PAGE_PRESENT) {
+#endif
+                       /* Otherwise, start by releasing the existing entry. */
+                       pte_t *spte = spte_addr(cpu, *spgd, vaddr);
+                       release_pte(*spte);
+
+                       /*
+                        * If they're setting this entry as dirty or accessed,
+                        * we might as well put that entry they've given us in
+                        * now.  This shaves 10% off a copy-on-write
+                        * micro-benchmark.
+                        */
+                       if (pte_flags(gpte) & (_PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED)) {
+                               check_gpte(cpu, gpte);
+                               set_pte(spte,
+                                       gpte_to_spte(cpu, gpte,
+                                               pte_flags(gpte) & _PAGE_DIRTY));
+                       } else {
+                               /*
+                                * Otherwise kill it and we can demand_page()
+                                * it in later.
+                                */
+                               set_pte(spte, __pte(0));
+                       }
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+               }
+#endif
        }
 }
 
-/*H:410 Updating a PTE entry is a little trickier.
+/*H:410
+ * Updating a PTE entry is a little trickier.
  *
  * We keep track of several different page tables (the Guest uses one for each
  * process, so it makes sense to cache at least a few).  Each of these have
@@ -531,24 +859,27 @@ static void do_set_pte(struct lguest *lg, int idx,
  * all processes.  So when the page table above that address changes, we update
  * all the page tables, not just the current one.  This is rare.
  *
- * The benefit is that when we have to track a new page table, we can copy keep
- * all the kernel mappings.  This speeds up context switch immensely. */
-void guest_set_pte(struct lguest *lg,
+ * The benefit is that when we have to track a new page table, we can keep all
+ * the kernel mappings.  This speeds up context switch immensely.
+ */
+void guest_set_pte(struct lg_cpu *cpu,
                   unsigned long gpgdir, unsigned long vaddr, pte_t gpte)
 {
-       /* Kernel mappings must be changed on all top levels.  Slow, but
-        * doesn't happen often. */
-       if (vaddr >= lg->kernel_address) {
+       /*
+        * Kernel mappings must be changed on all top levels.  Slow, but doesn't
+        * happen often.
+        */
+       if (vaddr >= cpu->lg->kernel_address) {
                unsigned int i;
-               for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(lg->pgdirs); i++)
-                       if (lg->pgdirs[i].pgdir)
-                               do_set_pte(lg, i, vaddr, gpte);
+               for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(cpu->lg->pgdirs); i++)
+                       if (cpu->lg->pgdirs[i].pgdir)
+                               do_set_pte(cpu, i, vaddr, gpte);
        } else {
                /* Is this page table one we have a shadow for? */
-               int pgdir = find_pgdir(lg, gpgdir);
-               if (pgdir != ARRAY_SIZE(lg->pgdirs))
+               int pgdir = find_pgdir(cpu->lg, gpgdir);
+               if (pgdir != ARRAY_SIZE(cpu->lg->pgdirs))
                        /* If so, do the update. */
-                       do_set_pte(lg, pgdir, vaddr, gpte);
+                       do_set_pte(cpu, pgdir, vaddr, gpte);
        }
 }
 
@@ -564,14 +895,12 @@ void guest_set_pte(struct lguest *lg,
  * tells us they've changed.  When the Guest tries to use the new entry it will
  * fault and demand_page() will fix it up.
  *
- * So with that in mind here's our code to to update a (top-level) PGD entry:
+ * So with that in mind here's our code to update a (top-level) PGD entry:
  */
-void guest_set_pmd(struct lguest *lg, unsigned long gpgdir, u32 idx)
+void guest_set_pgd(struct lguest *lg, unsigned long gpgdir, u32 idx)
 {
        int pgdir;
 
-       /* The kernel seems to try to initialize this early on: we ignore its
-        * attempts to map over the Switcher. */
        if (idx >= SWITCHER_PGD_INDEX)
                return;
 
@@ -579,41 +908,211 @@ void guest_set_pmd(struct lguest *lg, unsigned long gpgdir, u32 idx)
        pgdir = find_pgdir(lg, gpgdir);
        if (pgdir < ARRAY_SIZE(lg->pgdirs))
                /* ... throw it away. */
-               release_pgd(lg, lg->pgdirs[pgdir].pgdir + idx);
+               release_pgd(lg->pgdirs[pgdir].pgdir + idx);
 }
 
-/*H:500 (vii) Setting up the page tables initially.
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+/* For setting a mid-level, we just throw everything away.  It's easy. */
+void guest_set_pmd(struct lguest *lg, unsigned long pmdp, u32 idx)
+{
+       guest_pagetable_clear_all(&lg->cpus[0]);
+}
+#endif
+
+/*H:505
+ * To get through boot, we construct simple identity page mappings (which
+ * set virtual == physical) and linear mappings which will get the Guest far
+ * enough into the boot to create its own.  The linear mapping means we
+ * simplify the Guest boot, but it makes assumptions about their PAGE_OFFSET,
+ * as you'll see.
+ *
+ * We lay them out of the way, just below the initrd (which is why we need to
+ * know its size here).
+ */
+static unsigned long setup_pagetables(struct lguest *lg,
+                                     unsigned long mem,
+                                     unsigned long initrd_size)
+{
+       pgd_t __user *pgdir;
+       pte_t __user *linear;
+       unsigned long mem_base = (unsigned long)lg->mem_base;
+       unsigned int mapped_pages, i, linear_pages;
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       pmd_t __user *pmds;
+       unsigned int j;
+       pgd_t pgd;
+       pmd_t pmd;
+#else
+       unsigned int phys_linear;
+#endif
+
+       /*
+        * We have mapped_pages frames to map, so we need linear_pages page
+        * tables to map them.
+        */
+       mapped_pages = mem / PAGE_SIZE;
+       linear_pages = (mapped_pages + PTRS_PER_PTE - 1) / PTRS_PER_PTE;
+
+       /* We put the toplevel page directory page at the top of memory. */
+       pgdir = (pgd_t *)(mem + mem_base - initrd_size - PAGE_SIZE);
+
+       /* Now we use the next linear_pages pages as pte pages */
+       linear = (void *)pgdir - linear_pages * PAGE_SIZE;
+
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       /*
+        * And the single mid page goes below that.  We only use one, but
+        * that's enough to map 1G, which definitely gets us through boot.
+        */
+       pmds = (void *)linear - PAGE_SIZE;
+#endif
+       /*
+        * Linear mapping is easy: put every page's address into the
+        * mapping in order.
+        */
+       for (i = 0; i < mapped_pages; i++) {
+               pte_t pte;
+               pte = pfn_pte(i, __pgprot(_PAGE_PRESENT|_PAGE_RW|_PAGE_USER));
+               if (copy_to_user(&linear[i], &pte, sizeof(pte)) != 0)
+                       return -EFAULT;
+       }
+
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       /*
+        * Make the Guest PMD entries point to the corresponding place in the
+        * linear mapping (up to one page worth of PMD).
+        */
+       for (i = j = 0; i < mapped_pages && j < PTRS_PER_PMD;
+            i += PTRS_PER_PTE, j++) {
+               pmd = pfn_pmd(((unsigned long)&linear[i] - mem_base)/PAGE_SIZE,
+                             __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER));
+
+               if (copy_to_user(&pmds[j], &pmd, sizeof(pmd)) != 0)
+                       return -EFAULT;
+       }
+
+       /* One PGD entry, pointing to that PMD page. */
+       pgd = __pgd(((unsigned long)pmds - mem_base) | _PAGE_PRESENT);
+       /* Copy it in as the first PGD entry (ie. addresses 0-1G). */
+       if (copy_to_user(&pgdir[0], &pgd, sizeof(pgd)) != 0)
+               return -EFAULT;
+       /*
+        * And the other PGD entry to make the linear mapping at PAGE_OFFSET
+        */
+       if (copy_to_user(&pgdir[KERNEL_PGD_BOUNDARY], &pgd, sizeof(pgd)))
+               return -EFAULT;
+#else
+       /*
+        * The top level points to the linear page table pages above.
+        * We setup the identity and linear mappings here.
+        */
+       phys_linear = (unsigned long)linear - mem_base;
+       for (i = 0; i < mapped_pages; i += PTRS_PER_PTE) {
+               pgd_t pgd;
+               /*
+                * Create a PGD entry which points to the right part of the
+                * linear PTE pages.
+                */
+               pgd = __pgd((phys_linear + i * sizeof(pte_t)) |
+                           (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_USER));
+
+               /*
+                * Copy it into the PGD page at 0 and PAGE_OFFSET.
+                */
+               if (copy_to_user(&pgdir[i / PTRS_PER_PTE], &pgd, sizeof(pgd))
+                   || copy_to_user(&pgdir[pgd_index(PAGE_OFFSET)
+                                          + i / PTRS_PER_PTE],
+                                   &pgd, sizeof(pgd)))
+                       return -EFAULT;
+       }
+#endif
+
+       /*
+        * We return the top level (guest-physical) address: we remember where
+        * this is to write it into lguest_data when the Guest initializes.
+        */
+       return (unsigned long)pgdir - mem_base;
+}
+
+/*H:500
+ * (vii) Setting up the page tables initially.
  *
  * When a Guest is first created, the Launcher tells us where the toplevel of
- * its first page table is.  We set some things up here: */
-int init_guest_pagetable(struct lguest *lg, unsigned long pgtable)
-{
-       /* We start on the first shadow page table, and give it a blank PGD
-        * page. */
-       lg->pgdidx = 0;
-       lg->pgdirs[lg->pgdidx].gpgdir = pgtable;
-       lg->pgdirs[lg->pgdidx].pgdir = (pgd_t*)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
-       if (!lg->pgdirs[lg->pgdidx].pgdir)
+ * its first page table is.  We set some things up here:
+ */
+int init_guest_pagetable(struct lguest *lg)
+{
+       u64 mem;
+       u32 initrd_size;
+       struct boot_params __user *boot = (struct boot_params *)lg->mem_base;
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       pgd_t *pgd;
+       pmd_t *pmd_table;
+#endif
+       /*
+        * Get the Guest memory size and the ramdisk size from the boot header
+        * located at lg->mem_base (Guest address 0).
+        */
+       if (copy_from_user(&mem, &boot->e820_map[0].size, sizeof(mem))
+           || get_user(initrd_size, &boot->hdr.ramdisk_size))
+               return -EFAULT;
+
+       /*
+        * We start on the first shadow page table, and give it a blank PGD
+        * page.
+        */
+       lg->pgdirs[0].gpgdir = setup_pagetables(lg, mem, initrd_size);
+       if (IS_ERR_VALUE(lg->pgdirs[0].gpgdir))
+               return lg->pgdirs[0].gpgdir;
+       lg->pgdirs[0].pgdir = (pgd_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
+       if (!lg->pgdirs[0].pgdir)
+               return -ENOMEM;
+
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       /* For PAE, we also create the initial mid-level. */
+       pgd = lg->pgdirs[0].pgdir;
+       pmd_table = (pmd_t *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
+       if (!pmd_table)
                return -ENOMEM;
+
+       set_pgd(pgd + SWITCHER_PGD_INDEX,
+               __pgd(__pa(pmd_table) | _PAGE_PRESENT));
+#endif
+
+       /* This is the current page table. */
+       lg->cpus[0].cpu_pgd = 0;
        return 0;
 }
 
-/* When the Guest calls LHCALL_LGUEST_INIT we do more setup. */
-void page_table_guest_data_init(struct lguest *lg)
+/*H:508 When the Guest calls LHCALL_LGUEST_INIT we do more setup. */
+void page_table_guest_data_init(struct lg_cpu *cpu)
 {
        /* We get the kernel address: above this is all kernel memory. */
-       if (get_user(lg->kernel_address, &lg->lguest_data->kernel_address)
-           /* We tell the Guest that it can't use the top 4MB of virtual
-            * addresses used by the Switcher. */
-           || put_user(4U*1024*1024, &lg->lguest_data->reserve_mem)
-           || put_user(lg->pgdirs[lg->pgdidx].gpgdir,&lg->lguest_data->pgdir))
-               kill_guest(lg, "bad guest page %p", lg->lguest_data);
-
-       /* In flush_user_mappings() we loop from 0 to
+       if (get_user(cpu->lg->kernel_address,
+               &cpu->lg->lguest_data->kernel_address)
+               /*
+                * We tell the Guest that it can't use the top 2 or 4 MB
+                * of virtual addresses used by the Switcher.
+                */
+               || put_user(RESERVE_MEM * 1024 * 1024,
+                       &cpu->lg->lguest_data->reserve_mem)
+               || put_user(cpu->lg->pgdirs[0].gpgdir,
+                       &cpu->lg->lguest_data->pgdir))
+               kill_guest(cpu, "bad guest page %p", cpu->lg->lguest_data);
+
+       /*
+        * In flush_user_mappings() we loop from 0 to
         * "pgd_index(lg->kernel_address)".  This assumes it won't hit the
-        * Switcher mappings, so check that now. */
-       if (pgd_index(lg->kernel_address) >= SWITCHER_PGD_INDEX)
-               kill_guest(lg, "bad kernel address %#lx", lg->kernel_address);
+        * Switcher mappings, so check that now.
+        */
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       if (pgd_index(cpu->lg->kernel_address) == SWITCHER_PGD_INDEX &&
+               pmd_index(cpu->lg->kernel_address) == SWITCHER_PMD_INDEX)
+#else
+       if (pgd_index(cpu->lg->kernel_address) >= SWITCHER_PGD_INDEX)
+#endif
+               kill_guest(cpu, "bad kernel address %#lx",
+                                cpu->lg->kernel_address);
 }
 
 /* When a Guest dies, our cleanup is fairly simple. */
@@ -628,33 +1127,56 @@ void free_guest_pagetable(struct lguest *lg)
                free_page((long)lg->pgdirs[i].pgdir);
 }
 
-/*H:480 (vi) Mapping the Switcher when the Guest is about to run.
+/*H:480
+ * (vi) Mapping the Switcher when the Guest is about to run.
  *
  * The Switcher and the two pages for this CPU need to be visible in the
  * Guest (and not the pages for other CPUs).  We have the appropriate PTE pages
  * for each CPU already set up, we just need to hook them in now we know which
- * Guest is about to run on this CPU. */
-void map_switcher_in_guest(struct lguest *lg, struct lguest_pages *pages)
+ * Guest is about to run on this CPU.
+ */
+void map_switcher_in_guest(struct lg_cpu *cpu, struct lguest_pages *pages)
 {
        pte_t *switcher_pte_page = __get_cpu_var(switcher_pte_pages);
-       pgd_t switcher_pgd;
        pte_t regs_pte;
 
-       /* Make the last PGD entry for this Guest point to the Switcher's PTE
-        * page for this CPU (with appropriate flags). */
-       switcher_pgd = __pgd(__pa(switcher_pte_page) | _PAGE_KERNEL);
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       pmd_t switcher_pmd;
+       pmd_t *pmd_table;
+
+       switcher_pmd = pfn_pmd(__pa(switcher_pte_page) >> PAGE_SHIFT,
+                              PAGE_KERNEL_EXEC);
+
+       /* Figure out where the pmd page is, by reading the PGD, and converting
+        * it to a virtual address. */
+       pmd_table = __va(pgd_pfn(cpu->lg->
+                       pgdirs[cpu->cpu_pgd].pgdir[SWITCHER_PGD_INDEX])
+                                                               << PAGE_SHIFT);
+       /* Now write it into the shadow page table. */
+       set_pmd(&pmd_table[SWITCHER_PMD_INDEX], switcher_pmd);
+#else
+       pgd_t switcher_pgd;
+
+       /*
+        * Make the last PGD entry for this Guest point to the Switcher's PTE
+        * page for this CPU (with appropriate flags).
+        */
+       switcher_pgd = __pgd(__pa(switcher_pte_page) | __PAGE_KERNEL_EXEC);
 
-       lg->pgdirs[lg->pgdidx].pgdir[SWITCHER_PGD_INDEX] = switcher_pgd;
+       cpu->lg->pgdirs[cpu->cpu_pgd].pgdir[SWITCHER_PGD_INDEX] = switcher_pgd;
 
-       /* We also change the Switcher PTE page.  When we're running the Guest,
+#endif
+       /*
+        * We also change the Switcher PTE page.  When we're running the Guest,
         * we want the Guest's "regs" page to appear where the first Switcher
         * page for this CPU is.  This is an optimization: when the Switcher
         * saves the Guest registers, it saves them into the first page of this
         * CPU's "struct lguest_pages": if we make sure the Guest's register
         * page is already mapped there, we don't have to copy them out
-        * again. */
-       regs_pte = pfn_pte (__pa(lg->regs_page) >> PAGE_SHIFT, __pgprot(_PAGE_KERNEL));
-       switcher_pte_page[(unsigned long)pages/PAGE_SIZE%PTRS_PER_PTE] = regs_pte;
+        * again.
+        */
+       regs_pte = pfn_pte(__pa(cpu->regs_page) >> PAGE_SHIFT, PAGE_KERNEL);
+       set_pte(&switcher_pte_page[pte_index((unsigned long)pages)], regs_pte);
 }
 /*:*/
 
@@ -666,10 +1188,12 @@ static void free_switcher_pte_pages(void)
                free_page((long)switcher_pte_page(i));
 }
 
-/*H:520 Setting up the Switcher PTE page for given CPU is fairly easy, given
+/*H:520
+ * Setting up the Switcher PTE page for given CPU is fairly easy, given
  * the CPU number and the "struct page"s for the Switcher code itself.
  *
- * Currently the Switcher is less than a page long, so "pages" is always 1. */
+ * Currently the Switcher is less than a page long, so "pages" is always 1.
+ */
 static __init void populate_switcher_pte_page(unsigned int cpu,
                                              struct page *switcher_page[],
                                              unsigned int pages)
@@ -679,37 +1203,42 @@ static __init void populate_switcher_pte_page(unsigned int cpu,
 
        /* The first entries are easy: they map the Switcher code. */
        for (i = 0; i < pages; i++) {
-               pte[i] = mk_pte(switcher_page[i],
-                               __pgprot(_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED));
+               set_pte(&pte[i], mk_pte(switcher_page[i],
+                               __pgprot(_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED)));
        }
 
        /* The only other thing we map is this CPU's pair of pages. */
        i = pages + cpu*2;
 
        /* First page (Guest registers) is writable from the Guest */
-       pte[i] = pfn_pte(page_to_pfn(switcher_page[i]),
-                        __pgprot(_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED|_PAGE_RW));
-
-       /* The second page contains the "struct lguest_ro_state", and is
-        * read-only. */
-       pte[i+1] = pfn_pte(page_to_pfn(switcher_page[i+1]),
-                          __pgprot(_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED));
+       set_pte(&pte[i], pfn_pte(page_to_pfn(switcher_page[i]),
+                        __pgprot(_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED|_PAGE_RW)));
+
+       /*
+        * The second page contains the "struct lguest_ro_state", and is
+        * read-only.
+        */
+       set_pte(&pte[i+1], pfn_pte(page_to_pfn(switcher_page[i+1]),
+                          __pgprot(_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED)));
 }
 
-/* We've made it through the page table code.  Perhaps our tired brains are
+/*
+ * We've made it through the page table code.  Perhaps our tired brains are
  * still processing the details, or perhaps we're simply glad it's over.
  *
- * If nothing else, note that all this complexity in juggling shadow page
- * tables in sync with the Guest's page tables is for one reason: for most
- * Guests this page table dance determines how bad performance will be.  This
- * is why Xen uses exotic direct Guest pagetable manipulation, and why both
- * Intel and AMD have implemented shadow page table support directly into
- * hardware.
+ * If nothing else, note that all this complexity in juggling shadow page tables
+ * in sync with the Guest's page tables is for one reason: for most Guests this
+ * page table dance determines how bad performance will be.  This is why Xen
+ * uses exotic direct Guest pagetable manipulation, and why both Intel and AMD
+ * have implemented shadow page table support directly into hardware.
  *
- * There is just one file remaining in the Host. */
+ * There is just one file remaining in the Host.
+ */
 
-/*H:510 At boot or module load time, init_pagetables() allocates and populates
- * the Switcher PTE page for each CPU. */
+/*H:510
+ * At boot or module load time, init_pagetables() allocates and populates
+ * the Switcher PTE page for each CPU.
+ */
 __init int init_pagetables(struct page **switcher_page, unsigned int pages)
 {
        unsigned int i;