]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - arch/x86/xen/mmu.c
xen: add xen_ prefixes to make tracing with ftrace easier
[linux-2.6-omap-h63xx.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/bug.h>
44
45 #include <asm/pgtable.h>
46 #include <asm/tlbflush.h>
47 #include <asm/fixmap.h>
48 #include <asm/mmu_context.h>
49 #include <asm/paravirt.h>
50 #include <asm/linkage.h>
51
52 #include <asm/xen/hypercall.h>
53 #include <asm/xen/hypervisor.h>
54
55 #include <xen/page.h>
56 #include <xen/interface/xen.h>
57
58 #include "multicalls.h"
59 #include "mmu.h"
60
61 /*
62  * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
63  * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
64  */
65 #define USER_LIMIT      ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)
66
67
68 #define P2M_ENTRIES_PER_PAGE    (PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long))
69 #define TOP_ENTRIES             (MAX_DOMAIN_PAGES / P2M_ENTRIES_PER_PAGE)
70
71 /* Placeholder for holes in the address space */
72 static unsigned long p2m_missing[P2M_ENTRIES_PER_PAGE] __page_aligned_data =
73                 { [ 0 ... P2M_ENTRIES_PER_PAGE-1 ] = ~0UL };
74
75  /* Array of pointers to pages containing p2m entries */
76 static unsigned long *p2m_top[TOP_ENTRIES] __page_aligned_data =
77                 { [ 0 ... TOP_ENTRIES - 1] = &p2m_missing[0] };
78
79 /* Arrays of p2m arrays expressed in mfns used for save/restore */
80 static unsigned long p2m_top_mfn[TOP_ENTRIES] __page_aligned_bss;
81
82 static unsigned long p2m_top_mfn_list[TOP_ENTRIES / P2M_ENTRIES_PER_PAGE]
83         __page_aligned_bss;
84
85 static inline unsigned p2m_top_index(unsigned long pfn)
86 {
87         BUG_ON(pfn >= MAX_DOMAIN_PAGES);
88         return pfn / P2M_ENTRIES_PER_PAGE;
89 }
90
91 static inline unsigned p2m_index(unsigned long pfn)
92 {
93         return pfn % P2M_ENTRIES_PER_PAGE;
94 }
95
96 /* Build the parallel p2m_top_mfn structures */
97 void xen_setup_mfn_list_list(void)
98 {
99         unsigned pfn, idx;
100
101         for(pfn = 0; pfn < MAX_DOMAIN_PAGES; pfn += P2M_ENTRIES_PER_PAGE) {
102                 unsigned topidx = p2m_top_index(pfn);
103
104                 p2m_top_mfn[topidx] = virt_to_mfn(p2m_top[topidx]);
105         }
106
107         for(idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(p2m_top_mfn_list); idx++) {
108                 unsigned topidx = idx * P2M_ENTRIES_PER_PAGE;
109                 p2m_top_mfn_list[idx] = virt_to_mfn(&p2m_top_mfn[topidx]);
110         }
111
112         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
113
114         HYPERVISOR_shared_info->arch.pfn_to_mfn_frame_list_list =
115                 virt_to_mfn(p2m_top_mfn_list);
116         HYPERVISOR_shared_info->arch.max_pfn = xen_start_info->nr_pages;
117 }
118
119 /* Set up p2m_top to point to the domain-builder provided p2m pages */
120 void __init xen_build_dynamic_phys_to_machine(void)
121 {
122         unsigned long *mfn_list = (unsigned long *)xen_start_info->mfn_list;
123         unsigned long max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, xen_start_info->nr_pages);
124         unsigned pfn;
125
126         for(pfn = 0; pfn < max_pfn; pfn += P2M_ENTRIES_PER_PAGE) {
127                 unsigned topidx = p2m_top_index(pfn);
128
129                 p2m_top[topidx] = &mfn_list[pfn];
130         }
131 }
132
133 unsigned long get_phys_to_machine(unsigned long pfn)
134 {
135         unsigned topidx, idx;
136
137         if (unlikely(pfn >= MAX_DOMAIN_PAGES))
138                 return INVALID_P2M_ENTRY;
139
140         topidx = p2m_top_index(pfn);
141         idx = p2m_index(pfn);
142         return p2m_top[topidx][idx];
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_phys_to_machine);
145
146 static void alloc_p2m(unsigned long **pp, unsigned long *mfnp)
147 {
148         unsigned long *p;
149         unsigned i;
150
151         p = (void *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NOFAIL);
152         BUG_ON(p == NULL);
153
154         for(i = 0; i < P2M_ENTRIES_PER_PAGE; i++)
155                 p[i] = INVALID_P2M_ENTRY;
156
157         if (cmpxchg(pp, p2m_missing, p) != p2m_missing)
158                 free_page((unsigned long)p);
159         else
160                 *mfnp = virt_to_mfn(p);
161 }
162
163 void set_phys_to_machine(unsigned long pfn, unsigned long mfn)
164 {
165         unsigned topidx, idx;
166
167         if (unlikely(xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))) {
168                 BUG_ON(pfn != mfn && mfn != INVALID_P2M_ENTRY);
169                 return;
170         }
171
172         if (unlikely(pfn >= MAX_DOMAIN_PAGES)) {
173                 BUG_ON(mfn != INVALID_P2M_ENTRY);
174                 return;
175         }
176
177         topidx = p2m_top_index(pfn);
178         if (p2m_top[topidx] == p2m_missing) {
179                 /* no need to allocate a page to store an invalid entry */
180                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY)
181                         return;
182                 alloc_p2m(&p2m_top[topidx], &p2m_top_mfn[topidx]);
183         }
184
185         idx = p2m_index(pfn);
186         p2m_top[topidx][idx] = mfn;
187 }
188
189 xmaddr_t arbitrary_virt_to_machine(void *vaddr)
190 {
191         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
192         unsigned int level;
193         pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
194         unsigned offset = address & ~PAGE_MASK;
195
196         BUG_ON(pte == NULL);
197
198         return XMADDR(((phys_addr_t)pte_mfn(*pte) << PAGE_SHIFT) + offset);
199 }
200
201 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
202 {
203         pte_t *pte, ptev;
204         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
205         unsigned int level;
206
207         pte = lookup_address(address, &level);
208         BUG_ON(pte == NULL);
209
210         ptev = pte_wrprotect(*pte);
211
212         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
213                 BUG();
214 }
215
216 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
217 {
218         pte_t *pte, ptev;
219         unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
220         unsigned int level;
221
222         pte = lookup_address(address, &level);
223         BUG_ON(pte == NULL);
224
225         ptev = pte_mkwrite(*pte);
226
227         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
228                 BUG();
229 }
230
231
232 static bool xen_page_pinned(void *ptr)
233 {
234         struct page *page = virt_to_page(ptr);
235
236         return PagePinned(page);
237 }
238
239 static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
240 {
241         struct multicall_space mcs;
242         struct mmu_update *u;
243
244         mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
245
246         if (mcs.mc != NULL)
247                 mcs.mc->args[1]++;
248         else {
249                 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
250                 MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
251         }
252
253         u = mcs.args;
254         *u = *update;
255 }
256
257 void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
258 {
259         struct mmu_update u;
260
261         preempt_disable();
262
263         xen_mc_batch();
264
265         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
266         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
267         u.val = pmd_val_ma(val);
268         xen_extend_mmu_update(&u);
269
270         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
271
272         preempt_enable();
273 }
274
275 void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
276 {
277         /* If page is not pinned, we can just update the entry
278            directly */
279         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
280                 *ptr = val;
281                 return;
282         }
283
284         xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
285 }
286
287 /*
288  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
289  * and protection flags for that frame.
290  */
291 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
292 {
293         set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
294 }
295
296 void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
297                     pte_t *ptep, pte_t pteval)
298 {
299         /* updates to init_mm may be done without lock */
300         if (mm == &init_mm)
301                 preempt_disable();
302
303         if (mm == current->mm || mm == &init_mm) {
304                 if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU) {
305                         struct multicall_space mcs;
306                         mcs = xen_mc_entry(0);
307
308                         MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, addr, pteval, 0);
309                         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
310                         goto out;
311                 } else
312                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping(addr, pteval, 0) == 0)
313                                 goto out;
314         }
315         xen_set_pte(ptep, pteval);
316
317 out:
318         if (mm == &init_mm)
319                 preempt_enable();
320 }
321
322 pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
323 {
324         /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
325         return *ptep;
326 }
327
328 void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
329                                  pte_t *ptep, pte_t pte)
330 {
331         struct mmu_update u;
332
333         xen_mc_batch();
334
335         u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
336         u.val = pte_val_ma(pte);
337         xen_extend_mmu_update(&u);
338
339         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
340 }
341
342 /* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
343 static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
344 {
345         if (val & _PAGE_PRESENT) {
346                 unsigned long mfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
347                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
348                 val = ((pteval_t)mfn_to_pfn(mfn) << PAGE_SHIFT) | flags;
349         }
350
351         return val;
352 }
353
354 static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
355 {
356         if (val & _PAGE_PRESENT) {
357                 unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
358                 pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
359                 val = ((pteval_t)pfn_to_mfn(pfn) << PAGE_SHIFT) | flags;
360         }
361
362         return val;
363 }
364
365 pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
366 {
367         return pte_mfn_to_pfn(pte.pte);
368 }
369
370 pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
371 {
372         return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
373 }
374
375 pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
376 {
377         pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
378         return native_make_pte(pte);
379 }
380
381 pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
382 {
383         pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
384         return native_make_pgd(pgd);
385 }
386
387 pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
388 {
389         return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
390 }
391
392 void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
393 {
394         struct mmu_update u;
395
396         preempt_disable();
397
398         xen_mc_batch();
399
400         /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
401         u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
402         u.val = pud_val_ma(val);
403         xen_extend_mmu_update(&u);
404
405         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
406
407         preempt_enable();
408 }
409
410 void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
411 {
412         /* If page is not pinned, we can just update the entry
413            directly */
414         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
415                 *ptr = val;
416                 return;
417         }
418
419         xen_set_pud_hyper(ptr, val);
420 }
421
422 void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
423 {
424 #ifdef CONFIG_X86_PAE
425         ptep->pte_high = pte.pte_high;
426         smp_wmb();
427         ptep->pte_low = pte.pte_low;
428 #else
429         *ptep = pte;
430 #endif
431 }
432
433 #ifdef CONFIG_X86_PAE
434 void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
435 {
436         set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
437 }
438
439 void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
440 {
441         ptep->pte_low = 0;
442         smp_wmb();              /* make sure low gets written first */
443         ptep->pte_high = 0;
444 }
445
446 void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
447 {
448         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
449 }
450 #endif  /* CONFIG_X86_PAE */
451
452 pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
453 {
454         pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
455         return native_make_pmd(pmd);
456 }
457
458 #if PAGETABLE_LEVELS == 4
459 pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
460 {
461         return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
462 }
463
464 pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
465 {
466         pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
467
468         return native_make_pud(pud);
469 }
470
471 pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
472 {
473         pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
474         unsigned offset = pgd - pgd_page;
475         pgd_t *user_ptr = NULL;
476
477         if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
478                 struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
479                 user_ptr = (pgd_t *)page->private;
480                 if (user_ptr)
481                         user_ptr += offset;
482         }
483
484         return user_ptr;
485 }
486
487 static void __xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
488 {
489         struct mmu_update u;
490
491         u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
492         u.val = pgd_val_ma(val);
493         xen_extend_mmu_update(&u);
494 }
495
496 /*
497  * Raw hypercall-based set_pgd, intended for in early boot before
498  * there's a page structure.  This implies:
499  *  1. The only existing pagetable is the kernel's
500  *  2. It is always pinned
501  *  3. It has no user pagetable attached to it
502  */
503 void __init xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
504 {
505         preempt_disable();
506
507         xen_mc_batch();
508
509         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
510
511         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
512
513         preempt_enable();
514 }
515
516 void xen_set_pgd(pgd_t *ptr, pgd_t val)
517 {
518         pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd(ptr);
519
520         /* If page is not pinned, we can just update the entry
521            directly */
522         if (!xen_page_pinned(ptr)) {
523                 *ptr = val;
524                 if (user_ptr) {
525                         WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
526                         *user_ptr = val;
527                 }
528                 return;
529         }
530
531         /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
532            user updates together. */
533         xen_mc_batch();
534
535         __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
536         if (user_ptr)
537                 __xen_set_pgd_hyper(user_ptr, val);
538
539         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
540 }
541 #endif  /* PAGETABLE_LEVELS == 4 */
542
543 /*
544  * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
545  * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
546  * callback function on each page it finds making up the page table,
547  * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
548  * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
549  * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
550  * FIXADDR_TOP.
551  *
552  * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
553  * because then we start getting into Xen's ptes.
554  *
555  * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
556  * space, just after the big x86-64 virtual hole.
557  */
558 static int xen_pgd_walk(pgd_t *pgd, int (*func)(struct page *, enum pt_level),
559                         unsigned long limit)
560 {
561         int flush = 0;
562         unsigned hole_low, hole_high;
563         unsigned pgdidx_limit, pudidx_limit, pmdidx_limit;
564         unsigned pgdidx, pudidx, pmdidx;
565
566         /* The limit is the last byte to be touched */
567         limit--;
568         BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
569
570         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
571                 return 0;
572
573         /*
574          * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
575          * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
576          * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
577          */
578         hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
579         hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
580
581         pgdidx_limit = pgd_index(limit);
582 #if PTRS_PER_PUD > 1
583         pudidx_limit = pud_index(limit);
584 #else
585         pudidx_limit = 0;
586 #endif
587 #if PTRS_PER_PMD > 1
588         pmdidx_limit = pmd_index(limit);
589 #else
590         pmdidx_limit = 0;
591 #endif
592
593         for (pgdidx = 0; pgdidx <= pgdidx_limit; pgdidx++) {
594                 pud_t *pud;
595
596                 if (pgdidx >= hole_low && pgdidx < hole_high)
597                         continue;
598
599                 if (!pgd_val(pgd[pgdidx]))
600                         continue;
601
602                 pud = pud_offset(&pgd[pgdidx], 0);
603
604                 if (PTRS_PER_PUD > 1) /* not folded */
605                         flush |= (*func)(virt_to_page(pud), PT_PUD);
606
607                 for (pudidx = 0; pudidx < PTRS_PER_PUD; pudidx++) {
608                         pmd_t *pmd;
609
610                         if (pgdidx == pgdidx_limit &&
611                             pudidx > pudidx_limit)
612                                 goto out;
613
614                         if (pud_none(pud[pudidx]))
615                                 continue;
616
617                         pmd = pmd_offset(&pud[pudidx], 0);
618
619                         if (PTRS_PER_PMD > 1) /* not folded */
620                                 flush |= (*func)(virt_to_page(pmd), PT_PMD);
621
622                         for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++) {
623                                 struct page *pte;
624
625                                 if (pgdidx == pgdidx_limit &&
626                                     pudidx == pudidx_limit &&
627                                     pmdidx > pmdidx_limit)
628                                         goto out;
629
630                                 if (pmd_none(pmd[pmdidx]))
631                                         continue;
632
633                                 pte = pmd_page(pmd[pmdidx]);
634                                 flush |= (*func)(pte, PT_PTE);
635                         }
636                 }
637         }
638
639 out:
640         /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
641            a cue to do final things like tlb flushes. */
642         flush |= (*func)(virt_to_page(pgd), PT_PGD);
643
644         return flush;
645 }
646
647 /* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
648    return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
649 static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page)
650 {
651         spinlock_t *ptl = NULL;
652
653 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
654         ptl = __pte_lockptr(page);
655         spin_lock(ptl);
656 #endif
657
658         return ptl;
659 }
660
661 static void xen_pte_unlock(void *v)
662 {
663         spinlock_t *ptl = v;
664         spin_unlock(ptl);
665 }
666
667 static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
668 {
669         struct mmuext_op *op;
670         struct multicall_space mcs;
671
672         mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
673         op = mcs.args;
674         op->cmd = level;
675         op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
676         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
677 }
678
679 static int xen_pin_page(struct page *page, enum pt_level level)
680 {
681         unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
682         int flush;
683
684         if (pgfl)
685                 flush = 0;              /* already pinned */
686         else if (PageHighMem(page))
687                 /* kmaps need flushing if we found an unpinned
688                    highpage */
689                 flush = 1;
690         else {
691                 void *pt = lowmem_page_address(page);
692                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
693                 struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
694                 spinlock_t *ptl;
695
696                 flush = 0;
697
698                 /*
699                  * We need to hold the pagetable lock between the time
700                  * we make the pagetable RO and when we actually pin
701                  * it.  If we don't, then other users may come in and
702                  * attempt to update the pagetable by writing it,
703                  * which will fail because the memory is RO but not
704                  * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
705                  *
706                  * If we're using split pte locks, we can't hold the
707                  * entire pagetable's worth of locks during the
708                  * traverse, because we may wrap the preempt count (8
709                  * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
710                  * page while holding the lock.  This means the number
711                  * of locks we end up holding is never more than a
712                  * batch size (~32 entries, at present).
713                  *
714                  * If we're not using split pte locks, we needn't pin
715                  * the PTE pages independently, because we're
716                  * protected by the overall pagetable lock.
717                  */
718                 ptl = NULL;
719                 if (level == PT_PTE)
720                         ptl = xen_pte_lock(page);
721
722                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
723                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
724                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
725
726                 if (ptl) {
727                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
728
729                         /* Queue a deferred unlock for when this batch
730                            is completed. */
731                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
732                 }
733         }
734
735         return flush;
736 }
737
738 /* This is called just after a mm has been created, but it has not
739    been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
740    read-only, and can be pinned. */
741 void xen_pgd_pin(pgd_t *pgd)
742 {
743         xen_mc_batch();
744
745         if (xen_pgd_walk(pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
746                 /* re-enable interrupts for kmap_flush_unused */
747                 xen_mc_issue(0);
748                 kmap_flush_unused();
749                 xen_mc_batch();
750         }
751
752 #ifdef CONFIG_X86_64
753         {
754                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
755
756                 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
757
758                 if (user_pgd) {
759                         xen_pin_page(virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
760                         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
761                 }
762         }
763 #else /* CONFIG_X86_32 */
764 #ifdef CONFIG_X86_PAE
765         /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
766         xen_pin_page(virt_to_page(pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)])), PT_PMD);
767 #endif
768         xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
769 #endif /* CONFIG_X86_64 */
770         xen_mc_issue(0);
771 }
772
773 /*
774  * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
775  * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
776  * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
777  * process is under construction or destruction).
778  */
779 void xen_mm_pin_all(void)
780 {
781         unsigned long flags;
782         struct page *page;
783
784         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
785
786         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
787                 if (!PagePinned(page)) {
788                         xen_pgd_pin((pgd_t *)page_address(page));
789                         SetPageSavePinned(page);
790                 }
791         }
792
793         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
794 }
795
796 /*
797  * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
798  * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
799  * the book-keeping now.
800  */
801 static __init int xen_mark_pinned(struct page *page, enum pt_level level)
802 {
803         SetPagePinned(page);
804         return 0;
805 }
806
807 void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
808 {
809         xen_pgd_walk(init_mm.pgd, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
810 }
811
812 static int xen_unpin_page(struct page *page, enum pt_level level)
813 {
814         unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
815
816         if (pgfl && !PageHighMem(page)) {
817                 void *pt = lowmem_page_address(page);
818                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
819                 spinlock_t *ptl = NULL;
820                 struct multicall_space mcs;
821
822                 /*
823                  * Do the converse to pin_page.  If we're using split
824                  * pte locks, we must be holding the lock for while
825                  * the pte page is unpinned but still RO to prevent
826                  * concurrent updates from seeing it in this
827                  * partially-pinned state.
828                  */
829                 if (level == PT_PTE) {
830                         ptl = xen_pte_lock(page);
831
832                         if (ptl)
833                                 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
834                 }
835
836                 mcs = __xen_mc_entry(0);
837
838                 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
839                                         pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
840                                         level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);
841
842                 if (ptl) {
843                         /* unlock when batch completed */
844                         xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
845                 }
846         }
847
848         return 0;               /* never need to flush on unpin */
849 }
850
851 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
852 static void xen_pgd_unpin(pgd_t *pgd)
853 {
854         xen_mc_batch();
855
856         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
857
858 #ifdef CONFIG_X86_64
859         {
860                 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
861
862                 if (user_pgd) {
863                         xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
864                         xen_unpin_page(virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
865                 }
866         }
867 #endif
868
869 #ifdef CONFIG_X86_PAE
870         /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
871         xen_unpin_page(virt_to_page(pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)])), PT_PMD);
872 #endif
873
874         xen_pgd_walk(pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);
875
876         xen_mc_issue(0);
877 }
878
879 /*
880  * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
881  * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
882  */
883 void xen_mm_unpin_all(void)
884 {
885         unsigned long flags;
886         struct page *page;
887
888         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
889
890         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
891                 if (PageSavePinned(page)) {
892                         BUG_ON(!PagePinned(page));
893                         xen_pgd_unpin((pgd_t *)page_address(page));
894                         ClearPageSavePinned(page);
895                 }
896         }
897
898         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
899 }
900
901 void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
902 {
903         spin_lock(&next->page_table_lock);
904         xen_pgd_pin(next->pgd);
905         spin_unlock(&next->page_table_lock);
906 }
907
908 void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
909 {
910         spin_lock(&mm->page_table_lock);
911         xen_pgd_pin(mm->pgd);
912         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
913 }
914
915
916 #ifdef CONFIG_SMP
917 /* Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
918    we need to repoint it somewhere else before we can unpin it. */
919 static void drop_other_mm_ref(void *info)
920 {
921         struct mm_struct *mm = info;
922         struct mm_struct *active_mm;
923
924 #ifdef CONFIG_X86_64
925         active_mm = read_pda(active_mm);
926 #else
927         active_mm = __get_cpu_var(cpu_tlbstate).active_mm;
928 #endif
929
930         if (active_mm == mm)
931                 leave_mm(smp_processor_id());
932
933         /* If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
934            it has been flushed. */
935         if (x86_read_percpu(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd)) {
936                 load_cr3(swapper_pg_dir);
937                 arch_flush_lazy_cpu_mode();
938         }
939 }
940
941 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
942 {
943         cpumask_t mask;
944         unsigned cpu;
945
946         if (current->active_mm == mm) {
947                 if (current->mm == mm)
948                         load_cr3(swapper_pg_dir);
949                 else
950                         leave_mm(smp_processor_id());
951                 arch_flush_lazy_cpu_mode();
952         }
953
954         /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
955         mask = mm->cpu_vm_mask;
956
957         /* It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
958            cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
959            its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
960            look at its actual current cr3 value, and force it to flush
961            if needed. */
962         for_each_online_cpu(cpu) {
963                 if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
964                         cpu_set(cpu, mask);
965         }
966
967         if (!cpus_empty(mask))
968                 smp_call_function_mask(mask, drop_other_mm_ref, mm, 1);
969 }
970 #else
971 static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
972 {
973         if (current->active_mm == mm)
974                 load_cr3(swapper_pg_dir);
975 }
976 #endif
977
978 /*
979  * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
980  * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
981  * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
982  * hypervisor, which is moderately expensive.
983  *
984  * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
985  * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
986  * allows further operations on it to be simple memory accesses.
987  *
988  * The only subtle point is that another CPU may be still using the
989  * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
990  * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
991  */
992 void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
993 {
994         get_cpu();              /* make sure we don't move around */
995         xen_drop_mm_ref(mm);
996         put_cpu();
997
998         spin_lock(&mm->page_table_lock);
999
1000         /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
1001         if (xen_page_pinned(mm->pgd))
1002                 xen_pgd_unpin(mm->pgd);
1003
1004         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1005 }