Quelle  p2m.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

/*
 * Xen leaves the responsibility for maintaining p2m mappings to the
 * guests themselves, but it must also access and update the p2m array
 * during suspend/resume when all the pages are reallocated.
 *
 * The logical flat p2m table is mapped to a linear kernel memory area.
 * For accesses by Xen a three-level tree linked via mfns only is set up to
 * allow the address space to be sparse.
 *
 *               Xen
 *                |
 *          p2m_top_mfn
 *              /   \
 * p2m_mid_mfn p2m_mid_mfn
 *         /           /
 *  p2m p2m p2m ...
 *
 * The p2m_mid_mfn pages are mapped by p2m_top_mfn_p.
 *
 * The p2m_top_mfn level is limited to 1 page, so the maximum representable
 * pseudo-physical address space is:
 *  P2M_TOP_PER_PAGE * P2M_MID_PER_PAGE * P2M_PER_PAGE pages
 *
 * P2M_PER_PAGE depends on the architecture, as a mfn is always
 * unsigned long (8 bytes on 64-bit, 4 bytes on 32), leading to
 * 512 and 1024 entries respectively.
 *
 * In short, these structures contain the Machine Frame Number (MFN) of the PFN.
 *
 * However not all entries are filled with MFNs. Specifically for all other
 * leaf entries, or for the top  root, or middle one, for which there is a void
 * entry, we assume it is  "missing". So (for example)
 *  pfn_to_mfn(0x90909090)=INVALID_P2M_ENTRY.
 * We have a dedicated page p2m_missing with all entries being
 * INVALID_P2M_ENTRY. This page may be referenced multiple times in the p2m
 * list/tree in case there are multiple areas with P2M_PER_PAGE invalid pfns.
 *
 * We also have the possibility of setting 1-1 mappings on certain regions, so
 * that:
 *  pfn_to_mfn(0xc0000)=0xc0000
 *
 * The benefit of this is, that we can assume for non-RAM regions (think
 * PCI BARs, or ACPI spaces), we can create mappings easily because we
 * get the PFN value to match the MFN.
 *
 * For this to work efficiently we have one new page p2m_identity. All entries
 * in p2m_identity are set to INVALID_P2M_ENTRY type (Xen toolstack only
 * recognizes that and MFNs, no other fancy value).
 *
 * On lookup we spot that the entry points to p2m_identity and return the
 * identity value instead of dereferencing and returning INVALID_P2M_ENTRY.
 * If the entry points to an allocated page, we just proceed as before and
 * return the PFN. If the PFN has IDENTITY_FRAME_BIT set we unmask that in
 * appropriate functions (pfn_to_mfn).
 *
 * The reason for having the IDENTITY_FRAME_BIT instead of just returning the
 * PFN is that we could find ourselves where pfn_to_mfn(pfn)==pfn for a
 * non-identity pfn. To protect ourselves against we elect to set (and get) the
 * IDENTITY_FRAME_BIT on all identity mapped PFNs.
 */

#include <linux/init.h>
#include <linux/export.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/hash.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/memblock.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/acpi.h>

#include <asm/cache.h>
#include <asm/setup.h>
#include <linux/uaccess.h>

#include <asm/xen/page.h>
#include <asm/xen/hypercall.h>
#include <asm/xen/hypervisor.h>
#include <xen/balloon.h>
#include <xen/grant_table.h>
#include <xen/hvc-console.h>

#include "xen-ops.h"

#define P2M_MID_PER_PAGE (PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long *))
#define P2M_TOP_PER_PAGE (PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long **))

#define MAX_P2M_PFN (P2M_TOP_PER_PAGE * P2M_MID_PER_PAGE * P2M_PER_PAGE)

#define PMDS_PER_MID_PAGE (P2M_MID_PER_PAGE / PTRS_PER_PTE)

unsigned long *xen_p2m_addr __read_mostly;
EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_p2m_addr);
unsigned long xen_p2m_size __read_mostly;
EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_p2m_size);
unsigned long xen_max_p2m_pfn __read_mostly;
EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_max_p2m_pfn);

#ifdef CONFIG_XEN_MEMORY_HOTPLUG_LIMIT
#define P2M_LIMIT CONFIG_XEN_MEMORY_HOTPLUG_LIMIT
#else
#define P2M_LIMIT 0
#endif

static DEFINE_SPINLOCK(p2m_update_lock);

static unsigned long *p2m_mid_missing_mfn;
static unsigned long *p2m_top_mfn;
static unsigned long **p2m_top_mfn_p;
static unsigned long *p2m_missing;
static unsigned long *p2m_identity;
static pte_t *p2m_missing_pte;
static pte_t *p2m_identity_pte;

/*
 * Hint at last populated PFN.
 *
 * Used to set HYPERVISOR_shared_info->arch.max_pfn so the toolstack
 * can avoid scanning the whole P2M (which may be sized to account for
 * hotplugged memory).
 */
static unsigned long xen_p2m_last_pfn;

static inline unsigned p2m_top_index(unsigned long pfn)
{
 BUG_ON(pfn >= MAX_P2M_PFN);
 return pfn / (P2M_MID_PER_PAGE * P2M_PER_PAGE);
}

static inline unsigned p2m_mid_index(unsigned long pfn)
{
 return (pfn / P2M_PER_PAGE) % P2M_MID_PER_PAGE;
}

static void p2m_top_mfn_init(unsigned long *top)
{
 unsigned i;

 for (i = 0; i < P2M_TOP_PER_PAGE; i++)
  top[i] = virt_to_mfn(p2m_mid_missing_mfn);
}

static void p2m_top_mfn_p_init(unsigned long **top)
{
 unsigned i;

 for (i = 0; i < P2M_TOP_PER_PAGE; i++)
  top[i] = p2m_mid_missing_mfn;
}

static void p2m_mid_mfn_init(unsigned long *mid, unsigned long *leaf)
{
 unsigned i;

 for (i = 0; i < P2M_MID_PER_PAGE; i++)
  mid[i] = virt_to_mfn(leaf);
}

static void p2m_init(unsigned long *p2m)
{
 unsigned i;

 for (i = 0; i < P2M_PER_PAGE; i++)
  p2m[i] = INVALID_P2M_ENTRY;
}

static void p2m_init_identity(unsigned long *p2m, unsigned long pfn)
{
 unsigned i;

 for (i = 0; i < P2M_PER_PAGE; i++)
  p2m[i] = IDENTITY_FRAME(pfn + i);
}

static void * __ref alloc_p2m_page(void)
{
 if (unlikely(!slab_is_available())) {
  return memblock_alloc_or_panic(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 }

 return (void *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
}

static void __ref free_p2m_page(void *p)
{
 if (unlikely(!slab_is_available())) {
  memblock_free(p, PAGE_SIZE);
  return;
 }

 free_page((unsigned long)p);
}

/*
 * Build the parallel p2m_top_mfn and p2m_mid_mfn structures
 *
 * This is called both at boot time, and after resuming from suspend:
 * - At boot time we're called rather early, and must use alloc_bootmem*()
 *   to allocate memory.
 *
 * - After resume we're called from within stop_machine, but the mfn
 *   tree should already be completely allocated.
 */
void __ref xen_build_mfn_list_list(void)
{
 unsigned long pfn, mfn;
 pte_t *ptep;
 unsigned int level, topidx, mididx;
 unsigned long *mid_mfn_p;

 if (xen_start_info->flags & SIF_VIRT_P2M_4TOOLS)
  return;

 /* Pre-initialize p2m_top_mfn to be completely missing */
 if (p2m_top_mfn == NULL) {
  p2m_mid_missing_mfn = alloc_p2m_page();
  p2m_mid_mfn_init(p2m_mid_missing_mfn, p2m_missing);

  p2m_top_mfn_p = alloc_p2m_page();
  p2m_top_mfn_p_init(p2m_top_mfn_p);

  p2m_top_mfn = alloc_p2m_page();
  p2m_top_mfn_init(p2m_top_mfn);
 } else {
  /* Reinitialise, mfn's all change after migration */
  p2m_mid_mfn_init(p2m_mid_missing_mfn, p2m_missing);
 }

 for (pfn = 0; pfn < xen_max_p2m_pfn && pfn < MAX_P2M_PFN;
      pfn += P2M_PER_PAGE) {
  topidx = p2m_top_index(pfn);
  mididx = p2m_mid_index(pfn);

  mid_mfn_p = p2m_top_mfn_p[topidx];
  ptep = lookup_address((unsigned long)(xen_p2m_addr + pfn),
          &level);
  BUG_ON(!ptep || level != PG_LEVEL_4K);
  mfn = pte_mfn(*ptep);
  ptep = (pte_t *)((unsigned long)ptep & ~(PAGE_SIZE - 1));

  /* Don't bother allocating any mfn mid levels if
 * they're just missing, just update the stored mfn,
 * since all could have changed over a migrate.
 */
  if (ptep == p2m_missing_pte || ptep == p2m_identity_pte) {
   BUG_ON(mididx);
   BUG_ON(mid_mfn_p != p2m_mid_missing_mfn);
   p2m_top_mfn[topidx] = virt_to_mfn(p2m_mid_missing_mfn);
   pfn += (P2M_MID_PER_PAGE - 1) * P2M_PER_PAGE;
   continue;
  }

  if (mid_mfn_p == p2m_mid_missing_mfn) {
   mid_mfn_p = alloc_p2m_page();
   p2m_mid_mfn_init(mid_mfn_p, p2m_missing);

   p2m_top_mfn_p[topidx] = mid_mfn_p;
  }

  p2m_top_mfn[topidx] = virt_to_mfn(mid_mfn_p);
  mid_mfn_p[mididx] = mfn;
 }
}

void xen_setup_mfn_list_list(void)
{
 BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);

 if (xen_start_info->flags & SIF_VIRT_P2M_4TOOLS)
  HYPERVISOR_shared_info->arch.pfn_to_mfn_frame_list_list = ~0UL;
 else
  HYPERVISOR_shared_info->arch.pfn_to_mfn_frame_list_list =
   virt_to_mfn(p2m_top_mfn);
 HYPERVISOR_shared_info->arch.max_pfn = xen_p2m_last_pfn;
 HYPERVISOR_shared_info->arch.p2m_generation = 0;
 HYPERVISOR_shared_info->arch.p2m_vaddr = (unsigned long)xen_p2m_addr;
 HYPERVISOR_shared_info->arch.p2m_cr3 =
  xen_pfn_to_cr3(virt_to_mfn(swapper_pg_dir));
}

/* Set up p2m_top to point to the domain-builder provided p2m pages */
void __init xen_build_dynamic_phys_to_machine(void)
{
 unsigned long pfn;

 xen_p2m_addr = (unsigned long *)xen_start_info->mfn_list;
 xen_p2m_size = ALIGN(xen_start_info->nr_pages, P2M_PER_PAGE);

 for (pfn = xen_start_info->nr_pages; pfn < xen_p2m_size; pfn++)
  xen_p2m_addr[pfn] = INVALID_P2M_ENTRY;

 xen_max_p2m_pfn = xen_p2m_size;
}

#define P2M_TYPE_IDENTITY 0
#define P2M_TYPE_MISSING 1
#define P2M_TYPE_PFN  2
#define P2M_TYPE_UNKNOWN 3

static int xen_p2m_elem_type(unsigned long pfn)
{
 unsigned long mfn;

 if (pfn >= xen_p2m_size)
  return P2M_TYPE_IDENTITY;

 mfn = xen_p2m_addr[pfn];

 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY)
  return P2M_TYPE_MISSING;

 if (mfn & IDENTITY_FRAME_BIT)
  return P2M_TYPE_IDENTITY;

 return P2M_TYPE_PFN;
}

static void __init xen_rebuild_p2m_list(unsigned long *p2m)
{
 unsigned int i, chunk;
 unsigned long pfn;
 unsigned long *mfns;
 pte_t *ptep;
 pmd_t *pmdp;
 int type;

 p2m_missing = alloc_p2m_page();
 p2m_init(p2m_missing);
 p2m_identity = alloc_p2m_page();
 p2m_init(p2m_identity);

 p2m_missing_pte = alloc_p2m_page();
 paravirt_alloc_pte(&init_mm, __pa(p2m_missing_pte) >> PAGE_SHIFT);
 p2m_identity_pte = alloc_p2m_page();
 paravirt_alloc_pte(&init_mm, __pa(p2m_identity_pte) >> PAGE_SHIFT);
 for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
  set_pte(p2m_missing_pte + i,
   pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(p2m_missing)), PAGE_KERNEL_RO));
  set_pte(p2m_identity_pte + i,
   pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(p2m_identity)), PAGE_KERNEL_RO));
 }

 for (pfn = 0; pfn < xen_max_p2m_pfn; pfn += chunk) {
  /*
 * Try to map missing/identity PMDs or p2m-pages if possible.
 * We have to respect the structure of the mfn_list_list
 * which will be built just afterwards.
 * Chunk size to test is one p2m page if we are in the middle
 * of a mfn_list_list mid page and the complete mid page area
 * if we are at index 0 of the mid page. Please note that a
 * mid page might cover more than one PMD, e.g. on 32 bit PAE
 * kernels.
 */
  chunk = (pfn & (P2M_PER_PAGE * P2M_MID_PER_PAGE - 1)) ?
   P2M_PER_PAGE : P2M_PER_PAGE * P2M_MID_PER_PAGE;

  type = xen_p2m_elem_type(pfn);
  i = 0;
  if (type != P2M_TYPE_PFN)
   for (i = 1; i < chunk; i++)
    if (xen_p2m_elem_type(pfn + i) != type)
     break;
  if (i < chunk)
   /* Reset to minimal chunk size. */
   chunk = P2M_PER_PAGE;

  if (type == P2M_TYPE_PFN || i < chunk) {
   /* Use initial p2m page contents. */
   mfns = alloc_p2m_page();
   copy_page(mfns, xen_p2m_addr + pfn);
   ptep = populate_extra_pte((unsigned long)(p2m + pfn));
   set_pte(ptep,
    pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(mfns)), PAGE_KERNEL));
   continue;
  }

  if (chunk == P2M_PER_PAGE) {
   /* Map complete missing or identity p2m-page. */
   mfns = (type == P2M_TYPE_MISSING) ?
    p2m_missing : p2m_identity;
   ptep = populate_extra_pte((unsigned long)(p2m + pfn));
   set_pte(ptep,
    pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(mfns)), PAGE_KERNEL_RO));
   continue;
  }

  /* Complete missing or identity PMD(s) can be mapped. */
  ptep = (type == P2M_TYPE_MISSING) ?
   p2m_missing_pte : p2m_identity_pte;
  for (i = 0; i < PMDS_PER_MID_PAGE; i++) {
   pmdp = populate_extra_pmd(
    (unsigned long)(p2m + pfn) + i * PMD_SIZE);
   set_pmd(pmdp, __pmd(__pa(ptep) | _KERNPG_TABLE));
  }
 }
}

void __init xen_vmalloc_p2m_tree(void)
{
 static struct vm_struct vm;
 unsigned long p2m_limit;

 xen_p2m_last_pfn = xen_max_p2m_pfn;

 p2m_limit = (phys_addr_t)P2M_LIMIT * 1024 * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE;
 vm.flags = VM_ALLOC;
 vm.size = ALIGN(sizeof(unsigned long) * max(xen_max_p2m_pfn, p2m_limit),
   PMD_SIZE * PMDS_PER_MID_PAGE);
 vm_area_register_early(&vm, PMD_SIZE * PMDS_PER_MID_PAGE);
 pr_notice("p2m virtual area at %p, size is %lx\n", vm.addr, vm.size);

 xen_max_p2m_pfn = vm.size / sizeof(unsigned long);

 xen_rebuild_p2m_list(vm.addr);

 xen_p2m_addr = vm.addr;
 xen_p2m_size = xen_max_p2m_pfn;

 xen_inv_extra_mem();
}

unsigned long get_phys_to_machine(unsigned long pfn)
{
 pte_t *ptep;
 unsigned int level;

 if (unlikely(pfn >= xen_p2m_size)) {
  if (pfn < xen_max_p2m_pfn)
   return xen_chk_extra_mem(pfn);

  return IDENTITY_FRAME(pfn);
 }

 ptep = lookup_address((unsigned long)(xen_p2m_addr + pfn), &level);
 BUG_ON(!ptep || level != PG_LEVEL_4K);

 /*
 * The INVALID_P2M_ENTRY is filled in both p2m_*identity
 * and in p2m_*missing, so returning the INVALID_P2M_ENTRY
 * would be wrong.
 */
 if (pte_pfn(*ptep) == PFN_DOWN(__pa(p2m_identity)))
  return IDENTITY_FRAME(pfn);

 return xen_p2m_addr[pfn];
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(get_phys_to_machine);

/*
 * Allocate new pmd(s). It is checked whether the old pmd is still in place.
 * If not, nothing is changed. This is okay as the only reason for allocating
 * a new pmd is to replace p2m_missing_pte or p2m_identity_pte by a individual
 * pmd.
 */
static pte_t *alloc_p2m_pmd(unsigned long addr, pte_t *pte_pg)
{
 pte_t *ptechk;
 pte_t *pte_newpg[PMDS_PER_MID_PAGE];
 pmd_t *pmdp;
 unsigned int level;
 unsigned long flags;
 unsigned long vaddr;
 int i;

 /* Do all allocations first to bail out in error case. */
 for (i = 0; i < PMDS_PER_MID_PAGE; i++) {
  pte_newpg[i] = alloc_p2m_page();
  if (!pte_newpg[i]) {
   for (i--; i >= 0; i--)
    free_p2m_page(pte_newpg[i]);

   return NULL;
  }
 }

 vaddr = addr & ~(PMD_SIZE * PMDS_PER_MID_PAGE - 1);

 for (i = 0; i < PMDS_PER_MID_PAGE; i++) {
  copy_page(pte_newpg[i], pte_pg);
  paravirt_alloc_pte(&init_mm, __pa(pte_newpg[i]) >> PAGE_SHIFT);

  pmdp = lookup_pmd_address(vaddr);
  BUG_ON(!pmdp);

  spin_lock_irqsave(&p2m_update_lock, flags);

  ptechk = lookup_address(vaddr, &level);
  if (ptechk == pte_pg) {
   HYPERVISOR_shared_info->arch.p2m_generation++;
   wmb(); /* Tools are synchronizing via p2m_generation. */
   set_pmd(pmdp,
    __pmd(__pa(pte_newpg[i]) | _KERNPG_TABLE));
   wmb(); /* Tools are synchronizing via p2m_generation. */
   HYPERVISOR_shared_info->arch.p2m_generation++;
   pte_newpg[i] = NULL;
  }

  spin_unlock_irqrestore(&p2m_update_lock, flags);

  if (pte_newpg[i]) {
   paravirt_release_pte(__pa(pte_newpg[i]) >> PAGE_SHIFT);
   free_p2m_page(pte_newpg[i]);
  }

  vaddr += PMD_SIZE;
 }

 return lookup_address(addr, &level);
}

/*
 * Fully allocate the p2m structure for a given pfn.  We need to check
 * that both the top and mid levels are allocated, and make sure the
 * parallel mfn tree is kept in sync.  We may race with other cpus, so
 * the new pages are installed with cmpxchg; if we lose the race then
 * simply free the page we allocated and use the one that's there.
 */
int xen_alloc_p2m_entry(unsigned long pfn)
{
 unsigned topidx;
 unsigned long *top_mfn_p, *mid_mfn;
 pte_t *ptep, *pte_pg;
 unsigned int level;
 unsigned long flags;
 unsigned long addr = (unsigned long)(xen_p2m_addr + pfn);
 unsigned long p2m_pfn;

 ptep = lookup_address(addr, &level);
 BUG_ON(!ptep || level != PG_LEVEL_4K);
 pte_pg = (pte_t *)((unsigned long)ptep & ~(PAGE_SIZE - 1));

 if (pte_pg == p2m_missing_pte || pte_pg == p2m_identity_pte) {
  /* PMD level is missing, allocate a new one */
  ptep = alloc_p2m_pmd(addr, pte_pg);
  if (!ptep)
   return -ENOMEM;
 }

 if (p2m_top_mfn && pfn < MAX_P2M_PFN) {
  topidx = p2m_top_index(pfn);
  top_mfn_p = &p2m_top_mfn[topidx];
  mid_mfn = READ_ONCE(p2m_top_mfn_p[topidx]);

  BUG_ON(virt_to_mfn(mid_mfn) != *top_mfn_p);

  if (mid_mfn == p2m_mid_missing_mfn) {
   /* Separately check the mid mfn level */
   unsigned long missing_mfn;
   unsigned long mid_mfn_mfn;

   mid_mfn = alloc_p2m_page();
   if (!mid_mfn)
    return -ENOMEM;

   p2m_mid_mfn_init(mid_mfn, p2m_missing);

   missing_mfn = virt_to_mfn(p2m_mid_missing_mfn);
   mid_mfn_mfn = virt_to_mfn(mid_mfn);
   /* try_cmpxchg() updates missing_mfn on failure. */
   if (try_cmpxchg(top_mfn_p, &missing_mfn, mid_mfn_mfn)) {
    p2m_top_mfn_p[topidx] = mid_mfn;
   } else {
    free_p2m_page(mid_mfn);
    mid_mfn = mfn_to_virt(missing_mfn);
   }
  }
 } else {
  mid_mfn = NULL;
 }

 p2m_pfn = pte_pfn(READ_ONCE(*ptep));
 if (p2m_pfn == PFN_DOWN(__pa(p2m_identity)) ||
     p2m_pfn == PFN_DOWN(__pa(p2m_missing))) {
  /* p2m leaf page is missing */
  unsigned long *p2m;

  p2m = alloc_p2m_page();
  if (!p2m)
   return -ENOMEM;

  if (p2m_pfn == PFN_DOWN(__pa(p2m_missing)))
   p2m_init(p2m);
  else
   p2m_init_identity(p2m, pfn & ~(P2M_PER_PAGE - 1));

  spin_lock_irqsave(&p2m_update_lock, flags);

  if (pte_pfn(*ptep) == p2m_pfn) {
   HYPERVISOR_shared_info->arch.p2m_generation++;
   wmb(); /* Tools are synchronizing via p2m_generation. */
   set_pte(ptep,
    pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(p2m)), PAGE_KERNEL));
   wmb(); /* Tools are synchronizing via p2m_generation. */
   HYPERVISOR_shared_info->arch.p2m_generation++;
   if (mid_mfn)
    mid_mfn[p2m_mid_index(pfn)] = virt_to_mfn(p2m);
   p2m = NULL;
  }

  spin_unlock_irqrestore(&p2m_update_lock, flags);

  if (p2m)
   free_p2m_page(p2m);
 }

 /* Expanded the p2m? */
 if (pfn >= xen_p2m_last_pfn) {
  xen_p2m_last_pfn = ALIGN(pfn + 1, P2M_PER_PAGE);
  HYPERVISOR_shared_info->arch.max_pfn = xen_p2m_last_pfn;
 }

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(xen_alloc_p2m_entry);

unsigned long __init set_phys_range_identity(unsigned long pfn_s,
          unsigned long pfn_e)
{
 unsigned long pfn;

 if (unlikely(pfn_s >= xen_p2m_size))
  return 0;

 if (pfn_s > pfn_e)
  return 0;

 if (pfn_e > xen_p2m_size)
  pfn_e = xen_p2m_size;

 for (pfn = pfn_s; pfn < pfn_e; pfn++)
  xen_p2m_addr[pfn] = IDENTITY_FRAME(pfn);

 return pfn - pfn_s;
}

bool __set_phys_to_machine(unsigned long pfn, unsigned long mfn)
{
 pte_t *ptep;
 unsigned int level;

 /* Only invalid entries allowed above the highest p2m covered frame. */
 if (unlikely(pfn >= xen_p2m_size))
  return mfn == INVALID_P2M_ENTRY;

 /*
 * The interface requires atomic updates on p2m elements.
 * xen_safe_write_ulong() is using an atomic store via asm().
 */
 if (likely(!xen_safe_write_ulong(xen_p2m_addr + pfn, mfn)))
  return true;

 ptep = lookup_address((unsigned long)(xen_p2m_addr + pfn), &level);
 BUG_ON(!ptep || level != PG_LEVEL_4K);

 if (pte_pfn(*ptep) == PFN_DOWN(__pa(p2m_missing)))
  return mfn == INVALID_P2M_ENTRY;

 if (pte_pfn(*ptep) == PFN_DOWN(__pa(p2m_identity)))
  return mfn == IDENTITY_FRAME(pfn);

 return false;
}

bool set_phys_to_machine(unsigned long pfn, unsigned long mfn)
{
 if (unlikely(!__set_phys_to_machine(pfn, mfn))) {
  int ret;

  ret = xen_alloc_p2m_entry(pfn);
  if (ret < 0)
   return false;

  return __set_phys_to_machine(pfn, mfn);
 }

 return true;
}

int set_foreign_p2m_mapping(struct gnttab_map_grant_ref *map_ops,
       struct gnttab_map_grant_ref *kmap_ops,
       struct page **pages, unsigned int count)
{
 int i, ret = 0;
 pte_t *pte;

 if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
  return 0;

 if (kmap_ops) {
  ret = HYPERVISOR_grant_table_op(GNTTABOP_map_grant_ref,
      kmap_ops, count);
  if (ret)
   goto out;
 }

 for (i = 0; i < count; i++) {
  unsigned long mfn, pfn;
  struct gnttab_unmap_grant_ref unmap[2];
  int rc;

  /* Do not add to override if the map failed. */
  if (map_ops[i].status != GNTST_okay ||
      (kmap_ops && kmap_ops[i].status != GNTST_okay))
   continue;

  if (map_ops[i].flags & GNTMAP_contains_pte) {
   pte = (pte_t *)(mfn_to_virt(PFN_DOWN(map_ops[i].host_addr)) +
    (map_ops[i].host_addr & ~PAGE_MASK));
   mfn = pte_mfn(*pte);
  } else {
   mfn = PFN_DOWN(map_ops[i].dev_bus_addr);
  }
  pfn = page_to_pfn(pages[i]);

  WARN(pfn_to_mfn(pfn) != INVALID_P2M_ENTRY, "page must be ballooned");

  if (likely(set_phys_to_machine(pfn, FOREIGN_FRAME(mfn))))
   continue;

  /*
 * Signal an error for this slot. This in turn requires
 * immediate unmapping.
 */
  map_ops[i].status = GNTST_general_error;
  unmap[0].host_addr = map_ops[i].host_addr;
  unmap[0].handle = map_ops[i].handle;
  map_ops[i].handle = INVALID_GRANT_HANDLE;
  if (map_ops[i].flags & GNTMAP_device_map)
   unmap[0].dev_bus_addr = map_ops[i].dev_bus_addr;
  else
   unmap[0].dev_bus_addr = 0;

  if (kmap_ops) {
   kmap_ops[i].status = GNTST_general_error;
   unmap[1].host_addr = kmap_ops[i].host_addr;
   unmap[1].handle = kmap_ops[i].handle;
   kmap_ops[i].handle = INVALID_GRANT_HANDLE;
   if (kmap_ops[i].flags & GNTMAP_device_map)
    unmap[1].dev_bus_addr = kmap_ops[i].dev_bus_addr;
   else
    unmap[1].dev_bus_addr = 0;
  }

  /*
 * Pre-populate both status fields, to be recognizable in
 * the log message below.
 */
  unmap[0].status = 1;
  unmap[1].status = 1;

  rc = HYPERVISOR_grant_table_op(GNTTABOP_unmap_grant_ref,
            unmap, 1 + !!kmap_ops);
  if (rc || unmap[0].status != GNTST_okay ||
      unmap[1].status != GNTST_okay)
   pr_err_once("gnttab unmap failed: rc=%d st0=%d st1=%d\n",
        rc, unmap[0].status, unmap[1].status);
 }

out:
 return ret;
}

int clear_foreign_p2m_mapping(struct gnttab_unmap_grant_ref *unmap_ops,
         struct gnttab_unmap_grant_ref *kunmap_ops,
         struct page **pages, unsigned int count)
{
 int i, ret = 0;

 if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
  return 0;

 for (i = 0; i < count; i++) {
  unsigned long mfn = __pfn_to_mfn(page_to_pfn(pages[i]));
  unsigned long pfn = page_to_pfn(pages[i]);

  if (mfn != INVALID_P2M_ENTRY && (mfn & FOREIGN_FRAME_BIT))
   set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
  else
   ret = -EINVAL;
 }
 if (kunmap_ops)
  ret = HYPERVISOR_grant_table_op(GNTTABOP_unmap_grant_ref,
      kunmap_ops, count) ?: ret;

 return ret;
}

/* Remapped non-RAM areas */
#define NR_NONRAM_REMAP 4
static struct nonram_remap {
 phys_addr_t maddr;
 phys_addr_t paddr;
 size_t size;
} xen_nonram_remap[NR_NONRAM_REMAP] __ro_after_init;
static unsigned int nr_nonram_remap __ro_after_init;

/*
 * Do the real remapping of non-RAM regions as specified in the
 * xen_nonram_remap[] array.
 * In case of an error just crash the system.
 */
void __init xen_do_remap_nonram(void)
{
 unsigned int i;
 unsigned int remapped = 0;
 const struct nonram_remap *remap = xen_nonram_remap;
 unsigned long pfn, mfn, end_pfn;

 for (i = 0; i < nr_nonram_remap; i++) {
  end_pfn = PFN_UP(remap->paddr + remap->size);
  pfn = PFN_DOWN(remap->paddr);
  mfn = PFN_DOWN(remap->maddr);
  while (pfn < end_pfn) {
   if (!set_phys_to_machine(pfn, mfn))
    panic("Failed to set p2m mapping for pfn=%lx mfn=%lx\n",
           pfn, mfn);

   pfn++;
   mfn++;
   remapped++;
  }

  remap++;
 }

 pr_info("Remapped %u non-RAM page(s)\n", remapped);
}

#ifdef CONFIG_ACPI
/*
 * Xen variant of acpi_os_ioremap() taking potentially remapped non-RAM
 * regions into account.
 * Any attempt to map an area crossing a remap boundary will produce a
 * WARN() splat.
 * phys is related to remap->maddr on input and will be rebased to remap->paddr.
 */
static void __iomem *xen_acpi_os_ioremap(acpi_physical_address phys,
      acpi_size size)
{
 unsigned int i;
 const struct nonram_remap *remap = xen_nonram_remap;

 for (i = 0; i < nr_nonram_remap; i++) {
  if (phys + size > remap->maddr &&
      phys < remap->maddr + remap->size) {
   WARN_ON(phys < remap->maddr ||
    phys + size > remap->maddr + remap->size);
   phys += remap->paddr - remap->maddr;
   break;
  }
 }

 return x86_acpi_os_ioremap(phys, size);
}
#endif /* CONFIG_ACPI */

/*
 * Add a new non-RAM remap entry.
 * In case of no free entry found, just crash the system.
 */
void __init xen_add_remap_nonram(phys_addr_t maddr, phys_addr_t paddr,
     unsigned long size)
{
 BUG_ON((maddr & ~PAGE_MASK) != (paddr & ~PAGE_MASK));

 if (nr_nonram_remap == NR_NONRAM_REMAP) {
  xen_raw_console_write("Number of required E820 entry remapping actions exceed maximum value\n");
  BUG();
 }

#ifdef CONFIG_ACPI
 /* Switch to the Xen acpi_os_ioremap() variant. */
 if (nr_nonram_remap == 0)
  acpi_os_ioremap = xen_acpi_os_ioremap;
#endif

 xen_nonram_remap[nr_nonram_remap].maddr = maddr;
 xen_nonram_remap[nr_nonram_remap].paddr = paddr;
 xen_nonram_remap[nr_nonram_remap].size = size;

 nr_nonram_remap++;
}

#ifdef CONFIG_XEN_DEBUG_FS
#include <linux/debugfs.h>
static int p2m_dump_show(struct seq_file *m, void *v)
{
 static const char * const type_name[] = {
    [P2M_TYPE_IDENTITY] = "identity",
    [P2M_TYPE_MISSING] = "missing",
    [P2M_TYPE_PFN] = "pfn",
    [P2M_TYPE_UNKNOWN] = "abnormal"};
 unsigned long pfn, first_pfn;
 int type, prev_type;

 prev_type = xen_p2m_elem_type(0);
 first_pfn = 0;

 for (pfn = 0; pfn < xen_p2m_size; pfn++) {
  type = xen_p2m_elem_type(pfn);
  if (type != prev_type) {
   seq_printf(m, " [0x%lx->0x%lx] %s\n", first_pfn, pfn,
       type_name[prev_type]);
   prev_type = type;
   first_pfn = pfn;
  }
 }
 seq_printf(m, " [0x%lx->0x%lx] %s\n", first_pfn, pfn,
     type_name[prev_type]);
 return 0;
}

DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(p2m_dump);

static struct dentry *d_mmu_debug;

static int __init xen_p2m_debugfs(void)
{
 struct dentry *d_xen = xen_init_debugfs();

 d_mmu_debug = debugfs_create_dir("mmu", d_xen);

 debugfs_create_file("p2m", 0600, d_mmu_debug, NULL, &p2m_dump_fops);
 return 0;
}
fs_initcall(xen_p2m_debugfs);
#endif /* CONFIG_XEN_DEBUG_FS */