Quelle  mmu_pv.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

/*
 * Xen mmu operations
 *
 * This file contains the various mmu fetch and update operations.
 * The most important job they must perform is the mapping between the
 * domain's pfn and the overall machine mfns.
 *
 * Xen allows guests to directly update the pagetable, in a controlled
 * fashion.  In other words, the guest modifies the same pagetable
 * that the CPU actually uses, which eliminates the overhead of having
 * a separate shadow pagetable.
 *
 * In order to allow this, it falls on the guest domain to map its
 * notion of a "physical" pfn - which is just a domain-local linear
 * address - into a real "machine address" which the CPU's MMU can
 * use.
 *
 * A pgd_t/pmd_t/pte_t will typically contain an mfn, and so can be
 * inserted directly into the pagetable.  When creating a new
 * pte/pmd/pgd, it converts the passed pfn into an mfn.  Conversely,
 * when reading the content back with __(pgd|pmd|pte)_val, it converts
 * the mfn back into a pfn.
 *
 * The other constraint is that all pages which make up a pagetable
 * must be mapped read-only in the guest.  This prevents uncontrolled
 * guest updates to the pagetable.  Xen strictly enforces this, and
 * will disallow any pagetable update which will end up mapping a
 * pagetable page RW, and will disallow using any writable page as a
 * pagetable.
 *
 * Naively, when loading %cr3 with the base of a new pagetable, Xen
 * would need to validate the whole pagetable before going on.
 * Naturally, this is quite slow.  The solution is to "pin" a
 * pagetable, which enforces all the constraints on the pagetable even
 * when it is not actively in use.  This means that Xen can be assured
 * that it is still valid when you do load it into %cr3, and doesn't
 * need to revalidate it.
 *
 * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
 */
#include <linux/sched/mm.h>
#include <linux/debugfs.h>
#include <linux/bug.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/export.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/memblock.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/crash_dump.h>
#include <linux/pgtable.h>
#ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
#include <linux/kexec.h>
#endif

#include <trace/events/xen.h>

#include <asm/tlbflush.h>
#include <asm/fixmap.h>
#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/setup.h>
#include <asm/paravirt.h>
#include <asm/e820/api.h>
#include <asm/linkage.h>
#include <asm/page.h>
#include <asm/init.h>
#include <asm/memtype.h>
#include <asm/smp.h>
#include <asm/tlb.h>

#include <asm/xen/hypercall.h>
#include <asm/xen/hypervisor.h>

#include <xen/xen.h>
#include <xen/page.h>
#include <xen/interface/xen.h>
#include <xen/interface/hvm/hvm_op.h>
#include <xen/interface/version.h>
#include <xen/interface/memory.h>
#include <xen/hvc-console.h>
#include <xen/swiotlb-xen.h>

#include "xen-ops.h"

/*
 * Prototypes for functions called via PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK() in order
 * to avoid warnings with "-Wmissing-prototypes".
 */
pteval_t xen_pte_val(pte_t pte);
pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd);
pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd);
pudval_t xen_pud_val(pud_t pud);
p4dval_t xen_p4d_val(p4d_t p4d);
pte_t xen_make_pte(pteval_t pte);
pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd);
pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd);
pud_t xen_make_pud(pudval_t pud);
p4d_t xen_make_p4d(p4dval_t p4d);
pte_t xen_make_pte_init(pteval_t pte);

#ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
/* l3 pud for userspace vsyscall mapping */
static pud_t level3_user_vsyscall[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
#endif

/*
 * Protects atomic reservation decrease/increase against concurrent increases.
 * Also protects non-atomic updates of current_pages and balloon lists.
 */
static DEFINE_SPINLOCK(xen_reservation_lock);

/* Protected by xen_reservation_lock. */
#define MIN_CONTIG_ORDER 9 /* 2MB */
static unsigned int discontig_frames_order = MIN_CONTIG_ORDER;
static unsigned long discontig_frames_early[1UL << MIN_CONTIG_ORDER] __initdata;
static unsigned long *discontig_frames __refdata = discontig_frames_early;
static bool discontig_frames_dyn;

static int alloc_discontig_frames(unsigned int order)
{
 unsigned long *new_array, *old_array;
 unsigned int old_order;
 unsigned long flags;

 BUG_ON(order < MIN_CONTIG_ORDER);
 BUILD_BUG_ON(sizeof(discontig_frames_early) != PAGE_SIZE);

 new_array = (unsigned long *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
            order - MIN_CONTIG_ORDER);
 if (!new_array)
  return -ENOMEM;

 spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);

 old_order = discontig_frames_order;

 if (order > discontig_frames_order || !discontig_frames_dyn) {
  if (!discontig_frames_dyn)
   old_array = NULL;
  else
   old_array = discontig_frames;

  discontig_frames = new_array;
  discontig_frames_order = order;
  discontig_frames_dyn = true;
 } else {
  old_array = new_array;
 }

 spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);

 free_pages((unsigned long)old_array, old_order - MIN_CONTIG_ORDER);

 return 0;
}

/*
 * Note about cr3 (pagetable base) values:
 *
 * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
 * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
 * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
 * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
 * be self-consistent.
 *
 * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
 * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
 * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
 * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
 */
DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3); /* actual vcpu cr3 */

static phys_addr_t xen_pt_base, xen_pt_size __initdata;

static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(xen_struct_pages_ready);

/*
 * Just beyond the highest usermode address.  STACK_TOP_MAX has a
 * redzone above it, so round it up to a PGD boundary.
 */
#define USER_LIMIT ((STACK_TOP_MAX + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK)

void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
{
 pte_t *pte, ptev;
 unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
 unsigned int level;

 pte = lookup_address(address, &level);
 if (pte == NULL)
  return;  /* vaddr missing */

 ptev = pte_wrprotect(*pte);

 if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
  BUG();
}

void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
{
 pte_t *pte, ptev;
 unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
 unsigned int level;

 pte = lookup_address(address, &level);
 if (pte == NULL)
  return;  /* vaddr missing */

 ptev = pte_mkwrite_novma(*pte);

 if (HYPERVISOR_update_va_mapping(address, ptev, 0))
  BUG();
}


/*
 * During early boot all page table pages are pinned, but we do not have struct
 * pages, so return true until struct pages are ready.
 */
static bool xen_page_pinned(void *ptr)
{
 if (static_branch_likely(&xen_struct_pages_ready)) {
  struct page *page = virt_to_page(ptr);

  return PagePinned(page);
 }
 return true;
}

static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
{
 struct multicall_space mcs;
 struct mmu_update *u;

 mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));

 if (mcs.mc != NULL) {
  mcs.mc->args[1]++;
 } else {
  mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
  MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
 }

 u = mcs.args;
 *u = *update;
}

static void xen_extend_mmuext_op(const struct mmuext_op *op)
{
 struct multicall_space mcs;
 struct mmuext_op *u;

 mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmuext_op, sizeof(*u));

 if (mcs.mc != NULL) {
  mcs.mc->args[1]++;
 } else {
  mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
  MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
 }

 u = mcs.args;
 *u = *op;
}

static void xen_set_pmd_hyper(pmd_t *ptr, pmd_t val)
{
 struct mmu_update u;

 preempt_disable();

 xen_mc_batch();

 /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
 u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
 u.val = pmd_val_ma(val);
 xen_extend_mmu_update(&u);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);

 preempt_enable();
}

static void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
{
 trace_xen_mmu_set_pmd(ptr, val);

 /* If page is not pinned, we can just update the entry
   directly */
 if (!xen_page_pinned(ptr)) {
  *ptr = val;
  return;
 }

 xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
}

/*
 * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
 * and protection flags for that frame.
 */
void __init set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
{
 if (HYPERVISOR_update_va_mapping(vaddr, mfn_pte(mfn, flags),
      UVMF_INVLPG))
  BUG();
}

static bool xen_batched_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
{
 struct mmu_update u;

 if (xen_get_lazy_mode() != XEN_LAZY_MMU)
  return false;

 xen_mc_batch();

 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
 u.val = pte_val_ma(pteval);
 xen_extend_mmu_update(&u);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);

 return true;
}

static inline void __xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
{
 if (!xen_batched_set_pte(ptep, pteval)) {
  /*
 * Could call native_set_pte() here and trap and
 * emulate the PTE write, but a hypercall is much cheaper.
 */
  struct mmu_update u;

  u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
  u.val = pte_val_ma(pteval);
  HYPERVISOR_mmu_update(&u, 1, NULL, DOMID_SELF);
 }
}

static void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pteval)
{
 trace_xen_mmu_set_pte(ptep, pteval);
 __xen_set_pte(ptep, pteval);
}

static pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma,
     unsigned long addr, pte_t *ptep)
{
 /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
 trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_start(vma->vm_mm, addr, ptep, *ptep);
 return *ptep;
}

static void xen_ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma,
     unsigned long addr,
     pte_t *ptep, pte_t pte)
{
 struct mmu_update u;

 trace_xen_mmu_ptep_modify_prot_commit(vma->vm_mm, addr, ptep, pte);
 xen_mc_batch();

 u.ptr = virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
 u.val = pte_val_ma(pte);
 xen_extend_mmu_update(&u);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);
}

/* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
{
 if (val & _PAGE_PRESENT) {
  unsigned long mfn = (val & XEN_PTE_MFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
  unsigned long pfn = mfn_to_pfn(mfn);

  pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
  if (unlikely(pfn == ~0))
   val = flags & ~_PAGE_PRESENT;
  else
   val = ((pteval_t)pfn << PAGE_SHIFT) | flags;
 }

 return val;
}

static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
{
 if (val & _PAGE_PRESENT) {
  unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
  pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
  unsigned long mfn;

  mfn = __pfn_to_mfn(pfn);

  /*
 * If there's no mfn for the pfn, then just create an
 * empty non-present pte.  Unfortunately this loses
 * information about the original pfn, so
 * pte_mfn_to_pfn is asymmetric.
 */
  if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY)) {
   mfn = 0;
   flags = 0;
  } else
   mfn &= ~(FOREIGN_FRAME_BIT | IDENTITY_FRAME_BIT);
  val = ((pteval_t)mfn << PAGE_SHIFT) | flags;
 }

 return val;
}

__visible pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
{
 pteval_t pteval = pte.pte;

 return pte_mfn_to_pfn(pteval);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pte_val);

__visible pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
{
 return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pgd_val);

__visible pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
{
 pte = pte_pfn_to_mfn(pte);

 return native_make_pte(pte);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte);

__visible pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
{
 pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
 return native_make_pgd(pgd);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pgd);

__visible pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
{
 return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pmd_val);

static void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
{
 struct mmu_update u;

 preempt_disable();

 xen_mc_batch();

 /* ptr may be ioremapped for 64-bit pagetable setup */
 u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptr).maddr;
 u.val = pud_val_ma(val);
 xen_extend_mmu_update(&u);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);

 preempt_enable();
}

static void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
{
 trace_xen_mmu_set_pud(ptr, val);

 /* If page is not pinned, we can just update the entry
   directly */
 if (!xen_page_pinned(ptr)) {
  *ptr = val;
  return;
 }

 xen_set_pud_hyper(ptr, val);
}

__visible pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
{
 pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
 return native_make_pmd(pmd);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pmd);

__visible pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
{
 return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_pud_val);

__visible pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
{
 pud = pte_pfn_to_mfn(pud);

 return native_make_pud(pud);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pud);

static pgd_t *xen_get_user_pgd(pgd_t *pgd)
{
 pgd_t *pgd_page = (pgd_t *)(((unsigned long)pgd) & PAGE_MASK);
 unsigned offset = pgd - pgd_page;
 pgd_t *user_ptr = NULL;

 if (offset < pgd_index(USER_LIMIT)) {
  struct page *page = virt_to_page(pgd_page);
  user_ptr = (pgd_t *)page->private;
  if (user_ptr)
   user_ptr += offset;
 }

 return user_ptr;
}

static void __xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
{
 struct mmu_update u;

 u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
 u.val = p4d_val_ma(val);
 xen_extend_mmu_update(&u);
}

/*
 * Raw hypercall-based set_p4d, intended for in early boot before
 * there's a page structure.  This implies:
 *  1. The only existing pagetable is the kernel's
 *  2. It is always pinned
 *  3. It has no user pagetable attached to it
 */
static void __init xen_set_p4d_hyper(p4d_t *ptr, p4d_t val)
{
 preempt_disable();

 xen_mc_batch();

 __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);

 preempt_enable();
}

static void xen_set_p4d(p4d_t *ptr, p4d_t val)
{
 pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd((pgd_t *)ptr);
 pgd_t pgd_val;

 trace_xen_mmu_set_p4d(ptr, (p4d_t *)user_ptr, val);

 /* If page is not pinned, we can just update the entry
   directly */
 if (!xen_page_pinned(ptr)) {
  *ptr = val;
  if (user_ptr) {
   WARN_ON(xen_page_pinned(user_ptr));
   pgd_val.pgd = p4d_val_ma(val);
   *user_ptr = pgd_val;
  }
  return;
 }

 /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
   user updates together. */
 xen_mc_batch();

 __xen_set_p4d_hyper(ptr, val);
 if (user_ptr)
  __xen_set_p4d_hyper((p4d_t *)user_ptr, val);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);
}

__visible p4dval_t xen_p4d_val(p4d_t p4d)
{
 return pte_mfn_to_pfn(p4d.p4d);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_p4d_val);

__visible p4d_t xen_make_p4d(p4dval_t p4d)
{
 p4d = pte_pfn_to_mfn(p4d);

 return native_make_p4d(p4d);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_p4d);

static void xen_pmd_walk(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
    void (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
          enum pt_level),
    bool last, unsigned long limit)
{
 int i, nr;

 nr = last ? pmd_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PMD;
 for (i = 0; i < nr; i++) {
  if (!pmd_none(pmd[i]))
   (*func)(mm, pmd_page(pmd[i]), PT_PTE);
 }
}

static void xen_pud_walk(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
    void (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
          enum pt_level),
    bool last, unsigned long limit)
{
 int i, nr;

 nr = last ? pud_index(limit) + 1 : PTRS_PER_PUD;
 for (i = 0; i < nr; i++) {
  pmd_t *pmd;

  if (pud_none(pud[i]))
   continue;

  pmd = pmd_offset(&pud[i], 0);
  if (PTRS_PER_PMD > 1)
   (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
  xen_pmd_walk(mm, pmd, func, last && i == nr - 1, limit);
 }
}

static void xen_p4d_walk(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
    void (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
          enum pt_level),
    bool last, unsigned long limit)
{
 pud_t *pud;


 if (p4d_none(*p4d))
  return;

 pud = pud_offset(p4d, 0);
 if (PTRS_PER_PUD > 1)
  (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
 xen_pud_walk(mm, pud, func, last, limit);
}

/*
 * (Yet another) pagetable walker.  This one is intended for pinning a
 * pagetable.  This means that it walks a pagetable and calls the
 * callback function on each page it finds making up the page table,
 * at every level.  It walks the entire pagetable, but it only bothers
 * pinning pte pages which are below limit.  In the normal case this
 * will be STACK_TOP_MAX, but at boot we need to pin up to
 * FIXADDR_TOP.
 *
 * We must skip the Xen hole in the middle of the address space, just after
 * the big x86-64 virtual hole.
 */
static void __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
      void (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
     enum pt_level),
      unsigned long limit)
{
 int i, nr;
 unsigned hole_low = 0, hole_high = 0;

 /* The limit is the last byte to be touched */
 limit--;
 BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);

 /*
 * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
 * space, which contains the Xen mappings.
 */
 hole_low = pgd_index(GUARD_HOLE_BASE_ADDR);
 hole_high = pgd_index(GUARD_HOLE_END_ADDR);

 nr = pgd_index(limit) + 1;
 for (i = 0; i < nr; i++) {
  p4d_t *p4d;

  if (i >= hole_low && i < hole_high)
   continue;

  if (pgd_none(pgd[i]))
   continue;

  p4d = p4d_offset(&pgd[i], 0);
  xen_p4d_walk(mm, p4d, func, i == nr - 1, limit);
 }

 /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
   a cue to do final things like tlb flushes. */
 (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
}

static void xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
    void (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
          enum pt_level),
    unsigned long limit)
{
 __xen_pgd_walk(mm, mm->pgd, func, limit);
}

/* If we're using split pte locks, then take the page's lock and
   return a pointer to it.  Otherwise return NULL. */
static spinlock_t *xen_pte_lock(struct page *page, struct mm_struct *mm)
{
 spinlock_t *ptl = NULL;

#if defined(CONFIG_SPLIT_PTE_PTLOCKS)
 ptl = ptlock_ptr(page_ptdesc(page));
 spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
#endif

 return ptl;
}

static void xen_pte_unlock(void *v)
{
 spinlock_t *ptl = v;
 spin_unlock(ptl);
}

static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
{
 struct mmuext_op op;

 op.cmd = level;
 op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);

 xen_extend_mmuext_op(&op);
}

static void xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
    enum pt_level level)
{
 unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);

 if (!pgfl) {
  void *pt = lowmem_page_address(page);
  unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
  struct multicall_space mcs = __xen_mc_entry(0);
  spinlock_t *ptl;

  /*
 * We need to hold the pagetable lock between the time
 * we make the pagetable RO and when we actually pin
 * it.  If we don't, then other users may come in and
 * attempt to update the pagetable by writing it,
 * which will fail because the memory is RO but not
 * pinned, so Xen won't do the trap'n'emulate.
 *
 * If we're using split pte locks, we can't hold the
 * entire pagetable's worth of locks during the
 * traverse, because we may wrap the preempt count (8
 * bits).  The solution is to mark RO and pin each PTE
 * page while holding the lock.  This means the number
 * of locks we end up holding is never more than a
 * batch size (~32 entries, at present).
 *
 * If we're not using split pte locks, we needn't pin
 * the PTE pages independently, because we're
 * protected by the overall pagetable lock.
 */
  ptl = NULL;
  if (level == PT_PTE)
   ptl = xen_pte_lock(page, mm);

  MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
     pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO),
     level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);

  if (ptl) {
   xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);

   /* Queue a deferred unlock for when this batch
   is completed. */
   xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
  }
 }
}

/* This is called just after a mm has been created, but it has not
   been used yet.  We need to make sure that its pagetable is all
   read-only, and can be pinned. */
static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
{
 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);

 trace_xen_mmu_pgd_pin(mm, pgd);

 xen_mc_batch();

 __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT);

 xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));

 if (user_pgd) {
  xen_pin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
  xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
      PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
 }

 xen_mc_issue(0);
}

static void xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm)
{
 __xen_pgd_pin(mm, mm->pgd);
}

/*
 * On save, we need to pin all pagetables to make sure they get their
 * mfns turned into pfns.  Search the list for any unpinned pgds and pin
 * them (unpinned pgds are not currently in use, probably because the
 * process is under construction or destruction).
 *
 * Expected to be called in stop_machine() ("equivalent to taking
 * every spinlock in the system"), so the locking doesn't really
 * matter all that much.
 */
void xen_mm_pin_all(void)
{
 struct page *page;

 spin_lock(&init_mm.page_table_lock);
 spin_lock(&pgd_lock);

 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
  if (!PagePinned(page)) {
   __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
   SetPageSavePinned(page);
  }
 }

 spin_unlock(&pgd_lock);
 spin_unlock(&init_mm.page_table_lock);
}

static void __init xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
       enum pt_level level)
{
 SetPagePinned(page);
}

/*
 * The init_mm pagetable is really pinned as soon as its created, but
 * that's before we have page structures to store the bits.  So do all
 * the book-keeping now once struct pages for allocated pages are
 * initialized. This happens only after memblock_free_all() is called.
 */
static void __init xen_after_bootmem(void)
{
 static_branch_enable(&xen_struct_pages_ready);
#ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
 SetPagePinned(virt_to_page(level3_user_vsyscall));
#endif
 xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);

 if (alloc_discontig_frames(MIN_CONTIG_ORDER))
  BUG();
}

static void xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
      enum pt_level level)
{
 unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);

 if (pgfl) {
  void *pt = lowmem_page_address(page);
  unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
  spinlock_t *ptl = NULL;
  struct multicall_space mcs;

  /*
 * Do the converse to pin_page.  If we're using split
 * pte locks, we must be holding the lock for while
 * the pte page is unpinned but still RO to prevent
 * concurrent updates from seeing it in this
 * partially-pinned state.
 */
  if (level == PT_PTE) {
   ptl = xen_pte_lock(page, mm);

   if (ptl)
    xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
  }

  mcs = __xen_mc_entry(0);

  MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)pt,
     pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL),
     level == PT_PGD ? UVMF_TLB_FLUSH : 0);

  if (ptl) {
   /* unlock when batch completed */
   xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
  }
 }
}

/* Release a pagetables pages back as normal RW */
static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
{
 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);

 trace_xen_mmu_pgd_unpin(mm, pgd);

 xen_mc_batch();

 xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));

 if (user_pgd) {
  xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
      PFN_DOWN(__pa(user_pgd)));
  xen_unpin_page(mm, virt_to_page(user_pgd), PT_PGD);
 }

 __xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_unpin_page, USER_LIMIT);

 xen_mc_issue(0);
}

static void xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm)
{
 __xen_pgd_unpin(mm, mm->pgd);
}

/*
 * On resume, undo any pinning done at save, so that the rest of the
 * kernel doesn't see any unexpected pinned pagetables.
 */
void xen_mm_unpin_all(void)
{
 struct page *page;

 spin_lock(&init_mm.page_table_lock);
 spin_lock(&pgd_lock);

 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
  if (PageSavePinned(page)) {
   BUG_ON(!PagePinned(page));
   __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
   ClearPageSavePinned(page);
  }
 }

 spin_unlock(&pgd_lock);
 spin_unlock(&init_mm.page_table_lock);
}

static void xen_enter_mmap(struct mm_struct *mm)
{
 spin_lock(&mm->page_table_lock);
 xen_pgd_pin(mm);
 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
}

static void drop_mm_ref_this_cpu(void *info)
{
 struct mm_struct *mm = info;

 if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == mm)
  leave_mm();

 /*
 * If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
 * it has been flushed.
 */
 if (this_cpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd))
  xen_mc_flush();
}

#ifdef CONFIG_SMP
/*
 * Another cpu may still have their %cr3 pointing at the pagetable, so
 * we need to repoint it somewhere else before we can unpin it.
 */
static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
{
 cpumask_var_t mask;
 unsigned cpu;

 drop_mm_ref_this_cpu(mm);

 /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
 if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
  for_each_online_cpu(cpu) {
   if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
    continue;
   smp_call_function_single(cpu, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
  }
  return;
 }

 /*
 * It's possible that a vcpu may have a stale reference to our
 * cr3, because its in lazy mode, and it hasn't yet flushed
 * its set of pending hypercalls yet.  In this case, we can
 * look at its actual current cr3 value, and force it to flush
 * if needed.
 */
 cpumask_clear(mask);
 for_each_online_cpu(cpu) {
  if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
   cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 }

 smp_call_function_many(mask, drop_mm_ref_this_cpu, mm, 1);
 free_cpumask_var(mask);
}
#else
static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
{
 drop_mm_ref_this_cpu(mm);
}
#endif

/*
 * While a process runs, Xen pins its pagetables, which means that the
 * hypervisor forces it to be read-only, and it controls all updates
 * to it.  This means that all pagetable updates have to go via the
 * hypervisor, which is moderately expensive.
 *
 * Since we're pulling the pagetable down, we switch to use init_mm,
 * unpin old process pagetable and mark it all read-write, which
 * allows further operations on it to be simple memory accesses.
 *
 * The only subtle point is that another CPU may be still using the
 * pagetable because of lazy tlb flushing.  This means we need need to
 * switch all CPUs off this pagetable before we can unpin it.
 */
static void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
{
 get_cpu();  /* make sure we don't move around */
 xen_drop_mm_ref(mm);
 put_cpu();

 spin_lock(&mm->page_table_lock);

 /* pgd may not be pinned in the error exit path of execve */
 if (xen_page_pinned(mm->pgd))
  xen_pgd_unpin(mm);

 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
}

static void xen_post_allocator_init(void);

static void __init pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
{
 struct mmuext_op op;

 op.cmd = cmd;
 op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
  BUG();
}

static void __init xen_cleanhighmap(unsigned long vaddr,
        unsigned long vaddr_end)
{
 unsigned long kernel_end = roundup((unsigned long)_brk_end, PMD_SIZE) - 1;
 pmd_t *pmd = level2_kernel_pgt + pmd_index(vaddr);

 /* NOTE: The loop is more greedy than the cleanup_highmap variant.
 * We include the PMD passed in on _both_ boundaries. */
 for (; vaddr <= vaddr_end && (pmd < (level2_kernel_pgt + PTRS_PER_PMD));
   pmd++, vaddr += PMD_SIZE) {
  if (pmd_none(*pmd))
   continue;
  if (vaddr < (unsigned long) _text || vaddr > kernel_end)
   set_pmd(pmd, __pmd(0));
 }
 /* In case we did something silly, we should crash in this function
 * instead of somewhere later and be confusing. */
 xen_mc_flush();
}

/*
 * Make a page range writeable and free it.
 */
static void __init xen_free_ro_pages(unsigned long paddr, unsigned long size)
{
 void *vaddr = __va(paddr);
 void *vaddr_end = vaddr + size;

 for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE)
  make_lowmem_page_readwrite(vaddr);

 memblock_phys_free(paddr, size);
}

static void __init xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(void *pgtbl, bool unpin)
{
 unsigned long pa = __pa(pgtbl) & PHYSICAL_PAGE_MASK;

 if (unpin)
  pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(pa));
 ClearPagePinned(virt_to_page(__va(pa)));
 xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
}

static void __init xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_t *pmd, bool unpin)
{
 unsigned long pa;
 pte_t *pte_tbl;
 int i;

 if (pmd_leaf(*pmd)) {
  pa = pmd_val(*pmd) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
  xen_free_ro_pages(pa, PMD_SIZE);
  return;
 }

 pte_tbl = pte_offset_kernel(pmd, 0);
 for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
  if (pte_none(pte_tbl[i]))
   continue;
  pa = pte_pfn(pte_tbl[i]) << PAGE_SHIFT;
  xen_free_ro_pages(pa, PAGE_SIZE);
 }
 set_pmd(pmd, __pmd(0));
 xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pte_tbl, unpin);
}

static void __init xen_cleanmfnmap_pud(pud_t *pud, bool unpin)
{
 unsigned long pa;
 pmd_t *pmd_tbl;
 int i;

 if (pud_leaf(*pud)) {
  pa = pud_val(*pud) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
  xen_free_ro_pages(pa, PUD_SIZE);
  return;
 }

 pmd_tbl = pmd_offset(pud, 0);
 for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
  if (pmd_none(pmd_tbl[i]))
   continue;
  xen_cleanmfnmap_pmd(pmd_tbl + i, unpin);
 }
 set_pud(pud, __pud(0));
 xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pmd_tbl, unpin);
}

static void __init xen_cleanmfnmap_p4d(p4d_t *p4d, bool unpin)
{
 unsigned long pa;
 pud_t *pud_tbl;
 int i;

 if (p4d_leaf(*p4d)) {
  pa = p4d_val(*p4d) & PHYSICAL_PAGE_MASK;
  xen_free_ro_pages(pa, P4D_SIZE);
  return;
 }

 pud_tbl = pud_offset(p4d, 0);
 for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
  if (pud_none(pud_tbl[i]))
   continue;
  xen_cleanmfnmap_pud(pud_tbl + i, unpin);
 }
 set_p4d(p4d, __p4d(0));
 xen_cleanmfnmap_free_pgtbl(pud_tbl, unpin);
}

/*
 * Since it is well isolated we can (and since it is perhaps large we should)
 * also free the page tables mapping the initial P->M table.
 */
static void __init xen_cleanmfnmap(unsigned long vaddr)
{
 pgd_t *pgd;
 p4d_t *p4d;
 bool unpin;

 unpin = (vaddr == 2 * PGDIR_SIZE);
 vaddr &= PMD_MASK;
 pgd = pgd_offset_k(vaddr);
 p4d = p4d_offset(pgd, 0);
 if (!p4d_none(*p4d))
  xen_cleanmfnmap_p4d(p4d, unpin);
}

static void __init xen_pagetable_p2m_free(void)
{
 unsigned long size;
 unsigned long addr;

 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));

 /* No memory or already called. */
 if ((unsigned long)xen_p2m_addr == xen_start_info->mfn_list)
  return;

 /* using __ka address and sticking INVALID_P2M_ENTRY! */
 memset((void *)xen_start_info->mfn_list, 0xff, size);

 addr = xen_start_info->mfn_list;
 /*
 * We could be in __ka space.
 * We roundup to the PMD, which means that if anybody at this stage is
 * using the __ka address of xen_start_info or
 * xen_start_info->shared_info they are in going to crash. Fortunately
 * we have already revectored in xen_setup_kernel_pagetable.
 */
 size = roundup(size, PMD_SIZE);

 if (addr >= __START_KERNEL_map) {
  xen_cleanhighmap(addr, addr + size);
  size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
      sizeof(unsigned long));
  memblock_free((void *)addr, size);
 } else {
  xen_cleanmfnmap(addr);
 }
}

static void __init xen_pagetable_cleanhighmap(void)
{
 unsigned long size;
 unsigned long addr;

 /* At this stage, cleanup_highmap has already cleaned __ka space
 * from _brk_limit way up to the max_pfn_mapped (which is the end of
 * the ramdisk). We continue on, erasing PMD entries that point to page
 * tables - do note that they are accessible at this stage via __va.
 * As Xen is aligning the memory end to a 4MB boundary, for good
 * measure we also round up to PMD_SIZE * 2 - which means that if
 * anybody is using __ka address to the initial boot-stack - and try
 * to use it - they are going to crash. The xen_start_info has been
 * taken care of already in xen_setup_kernel_pagetable. */
 addr = xen_start_info->pt_base;
 size = xen_start_info->nr_pt_frames * PAGE_SIZE;

 xen_cleanhighmap(addr, roundup(addr + size, PMD_SIZE * 2));
 xen_start_info->pt_base = (unsigned long)__va(__pa(xen_start_info->pt_base));
}

static void __init xen_pagetable_p2m_setup(void)
{
 xen_vmalloc_p2m_tree();

 xen_pagetable_p2m_free();

 xen_pagetable_cleanhighmap();

 /* And revector! Bye bye old array */
 xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
}

static void __init xen_pagetable_init(void)
{
 /*
 * The majority of further PTE writes is to pagetables already
 * announced as such to Xen. Hence it is more efficient to use
 * hypercalls for these updates.
 */
 pv_ops.mmu.set_pte = __xen_set_pte;

 paging_init();
 xen_post_allocator_init();

 xen_pagetable_p2m_setup();

 /* Allocate and initialize top and mid mfn levels for p2m structure */
 xen_build_mfn_list_list();

 /* Remap memory freed due to conflicts with E820 map */
 xen_remap_memory();
 xen_setup_mfn_list_list();
}

static noinstr void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
{
 this_cpu_read(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
}

static noinline void xen_flush_tlb(void)
{
 struct mmuext_op *op;
 struct multicall_space mcs;

 preempt_disable();

 mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));

 op = mcs.args;
 op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);

 preempt_enable();
}

static void xen_flush_tlb_one_user(unsigned long addr)
{
 struct mmuext_op *op;
 struct multicall_space mcs;

 trace_xen_mmu_flush_tlb_one_user(addr);

 preempt_disable();

 mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 op = mcs.args;
 op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
 op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);

 preempt_enable();
}

static void xen_flush_tlb_multi(const struct cpumask *cpus,
    const struct flush_tlb_info *info)
{
 struct {
  struct mmuext_op op;
  DECLARE_BITMAP(mask, NR_CPUS);
 } *args;
 struct multicall_space mcs;
 const size_t mc_entry_size = sizeof(args->op) +
  sizeof(args->mask[0]) * BITS_TO_LONGS(num_possible_cpus());

 trace_xen_mmu_flush_tlb_multi(cpus, info->mm, info->start, info->end);

 if (cpumask_empty(cpus))
  return;  /* nothing to do */

 mcs = xen_mc_entry(mc_entry_size);
 args = mcs.args;
 args->op.arg2.vcpumask = to_cpumask(args->mask);

 /* Remove any offline CPUs */
 cpumask_and(to_cpumask(args->mask), cpus, cpu_online_mask);

 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
 if (info->end != TLB_FLUSH_ALL &&
     (info->end - info->start) <= PAGE_SIZE) {
  args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
  args->op.arg1.linear_addr = info->start;
 }

 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);
}

static unsigned long xen_read_cr3(void)
{
 return this_cpu_read(xen_cr3);
}

static void set_current_cr3(void *v)
{
 this_cpu_write(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
}

static void __xen_write_cr3(bool kernel, unsigned long cr3)
{
 struct mmuext_op op;
 unsigned long mfn;

 trace_xen_mmu_write_cr3(kernel, cr3);

 if (cr3)
  mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
 else
  mfn = 0;

 WARN_ON(mfn == 0 && kernel);

 op.cmd = kernel ? MMUEXT_NEW_BASEPTR : MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR;
 op.arg1.mfn = mfn;

 xen_extend_mmuext_op(&op);

 if (kernel) {
  this_cpu_write(xen_cr3, cr3);

  /* Update xen_current_cr3 once the batch has actually
   been submitted. */
  xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
 }
}
static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
{
 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(__va(cr3));

 BUG_ON(preemptible());

 xen_mc_batch();  /* disables interrupts */

 /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
   respect to ipis */
 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);

 __xen_write_cr3(true, cr3);

 if (user_pgd)
  __xen_write_cr3(false, __pa(user_pgd));
 else
  __xen_write_cr3(false, 0);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
}

/*
 * At the start of the day - when Xen launches a guest, it has already
 * built pagetables for the guest. We diligently look over them
 * in xen_setup_kernel_pagetable and graft as appropriate them in the
 * init_top_pgt and its friends. Then when we are happy we load
 * the new init_top_pgt - and continue on.
 *
 * The generic code starts (start_kernel) and 'init_mem_mapping' sets
 * up the rest of the pagetables. When it has completed it loads the cr3.
 * N.B. that baremetal would start at 'start_kernel' (and the early
 * #PF handler would create bootstrap pagetables) - so we are running
 * with the same assumptions as what to do when write_cr3 is executed
 * at this point.
 *
 * Since there are no user-page tables at all, we have two variants
 * of xen_write_cr3 - the early bootup (this one), and the late one
 * (xen_write_cr3). The reason we have to do that is that in 64-bit
 * the Linux kernel and user-space are both in ring 3 while the
 * hypervisor is in ring 0.
 */
static void __init xen_write_cr3_init(unsigned long cr3)
{
 BUG_ON(preemptible());

 xen_mc_batch();  /* disables interrupts */

 /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
   respect to ipis */
 this_cpu_write(xen_cr3, cr3);

 __xen_write_cr3(true, cr3);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
}

static int xen_pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
{
 pgd_t *pgd = mm->pgd;
 struct page *page = virt_to_page(pgd);
 pgd_t *user_pgd;
 int ret = -ENOMEM;

 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(pgd)));
 BUG_ON(page->private != 0);

 user_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 page->private = (unsigned long)user_pgd;

 if (user_pgd != NULL) {
#ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
  user_pgd[pgd_index(VSYSCALL_ADDR)] =
   __pgd(__pa(level3_user_vsyscall) | _PAGE_TABLE);
#endif
  ret = 0;
 }

 BUG_ON(PagePinned(virt_to_page(xen_get_user_pgd(pgd))));

 return ret;
}

static void xen_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
{
 pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);

 if (user_pgd)
  free_page((unsigned long)user_pgd);
}

/*
 * Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
 * doesn't allow RO page table pages to be remapped RW.
 *
 * If there is no MFN for this PFN then this page is initially
 * ballooned out so clear the PTE (as in decrease_reservation() in
 * drivers/xen/balloon.c).
 *
 * Many of these PTE updates are done on unpinned and writable pages
 * and doing a hypercall for these is unnecessary and expensive.  At
 * this point it is rarely possible to tell if a page is pinned, so
 * mostly write the PTE directly and rely on Xen trapping and
 * emulating any updates as necessary.
 */
static void __init xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
{
 if (unlikely(is_early_ioremap_ptep(ptep)))
  __xen_set_pte(ptep, pte);
 else
  native_set_pte(ptep, pte);
}

__visible pte_t xen_make_pte_init(pteval_t pte)
{
 unsigned long pfn;

 /*
 * Pages belonging to the initial p2m list mapped outside the default
 * address range must be mapped read-only. This region contains the
 * page tables for mapping the p2m list, too, and page tables MUST be
 * mapped read-only.
 */
 pfn = (pte & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
 if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map &&
     pfn >= xen_start_info->first_p2m_pfn &&
     pfn < xen_start_info->first_p2m_pfn + xen_start_info->nr_p2m_frames)
  pte &= ~_PAGE_RW;

 pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
 return native_make_pte(pte);
}
PV_CALLEE_SAVE_REGS_THUNK(xen_make_pte_init);

/* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
   everything is pinned. */
static void __init xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
{
#ifdef CONFIG_FLATMEM
 BUG_ON(mem_map); /* should only be used early */
#endif
 make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
}

/* Used for pmd and pud */
static void __init xen_alloc_pmd_init(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
{
#ifdef CONFIG_FLATMEM
 BUG_ON(mem_map); /* should only be used early */
#endif
 make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
}

/* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
   only init_mm and anything attached to that is pinned. */
static void __init xen_release_pte_init(unsigned long pfn)
{
 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
}

static void __init xen_release_pmd_init(unsigned long pfn)
{
 make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
}

static inline void __pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
{
 struct multicall_space mcs;
 struct mmuext_op *op;

 mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*op));
 op = mcs.args;
 op->cmd = cmd;
 op->arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);

 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
}

static inline void __set_pfn_prot(unsigned long pfn, pgprot_t prot)
{
 struct multicall_space mcs;
 unsigned long addr = (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT);

 mcs = __xen_mc_entry(0);
 MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, (unsigned long)addr,
    pfn_pte(pfn, prot), 0);
}

/* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
   attached to a pinned pagetable. */
static inline void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn,
        unsigned level)
{
 bool pinned = xen_page_pinned(mm->pgd);

 trace_xen_mmu_alloc_ptpage(mm, pfn, level, pinned);

 if (pinned) {
  struct page *page = pfn_to_page(pfn);

  pinned = false;
  if (static_branch_likely(&xen_struct_pages_ready)) {
   pinned = PagePinned(page);
   SetPagePinned(page);
  }

  xen_mc_batch();

  __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL_RO);

  if (level == PT_PTE && IS_ENABLED(CONFIG_SPLIT_PTE_PTLOCKS) &&
      !pinned)
   __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);

  xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);
 }
}

static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
{
 xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
}

static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
{
 xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
}

/* This should never happen until we're OK to use struct page */
static inline void xen_release_ptpage(unsigned long pfn, unsigned level)
{
 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 bool pinned = PagePinned(page);

 trace_xen_mmu_release_ptpage(pfn, level, pinned);

 if (pinned) {
  xen_mc_batch();

  if (level == PT_PTE && IS_ENABLED(CONFIG_SPLIT_PTE_PTLOCKS))
   __pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);

  __set_pfn_prot(pfn, PAGE_KERNEL);

  xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);

  ClearPagePinned(page);
 }
}

static void xen_release_pte(unsigned long pfn)
{
 xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
}

static void xen_release_pmd(unsigned long pfn)
{
 xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
}

static void xen_alloc_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
{
 xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PUD);
}

static void xen_release_pud(unsigned long pfn)
{
 xen_release_ptpage(pfn, PT_PUD);
}

/*
 * Like __va(), but returns address in the kernel mapping (which is
 * all we have until the physical memory mapping has been set up.
 */
static void * __init __ka(phys_addr_t paddr)
{
 return (void *)(paddr + __START_KERNEL_map);
}

/* Convert a machine address to physical address */
static unsigned long __init m2p(phys_addr_t maddr)
{
 phys_addr_t paddr;

 maddr &= XEN_PTE_MFN_MASK;
 paddr = mfn_to_pfn(maddr >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;

 return paddr;
}

/* Convert a machine address to kernel virtual */
static void * __init m2v(phys_addr_t maddr)
{
 return __ka(m2p(maddr));
}

/* Set the page permissions on an identity-mapped pages */
static void __init set_page_prot_flags(void *addr, pgprot_t prot,
           unsigned long flags)
{
 unsigned long pfn = __pa(addr) >> PAGE_SHIFT;
 pte_t pte = pfn_pte(pfn, prot);

 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)addr, pte, flags))
  BUG();
}
static void __init set_page_prot(void *addr, pgprot_t prot)
{
 return set_page_prot_flags(addr, prot, UVMF_NONE);
}

void __init xen_setup_machphys_mapping(void)
{
 struct xen_machphys_mapping mapping;

 if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_machphys_mapping, &mapping) == 0) {
  machine_to_phys_mapping = (unsigned long *)mapping.v_start;
  machine_to_phys_nr = mapping.max_mfn + 1;
 } else {
  machine_to_phys_nr = MACH2PHYS_NR_ENTRIES;
 }
}

static void __init convert_pfn_mfn(void *v)
{
 pte_t *pte = v;
 int i;

 /* All levels are converted the same way, so just treat them
   as ptes. */
 for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
  pte[i] = xen_make_pte(pte[i].pte);
}
static void __init check_pt_base(unsigned long *pt_base, unsigned long *pt_end,
     unsigned long addr)
{
 if (*pt_base == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
  set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
  clear_page((void *)addr);
  (*pt_base)++;
 }
 if (*pt_end == PFN_DOWN(__pa(addr))) {
  set_page_prot_flags((void *)addr, PAGE_KERNEL, UVMF_INVLPG);
  clear_page((void *)addr);
  (*pt_end)--;
 }
}
/*
 * Set up the initial kernel pagetable.
 *
 * We can construct this by grafting the Xen provided pagetable into
 * head_64.S's preconstructed pagetables.  We copy the Xen L2's into
 * level2_ident_pgt, and level2_kernel_pgt.  This means that only the
 * kernel has a physical mapping to start with - but that's enough to
 * get __va working.  We need to fill in the rest of the physical
 * mapping once some sort of allocator has been set up.
 */
void __init xen_setup_kernel_pagetable(pgd_t *pgd, unsigned long max_pfn)
{
 pud_t *l3;
 pmd_t *l2;
 unsigned long addr[3];
 unsigned long pt_base, pt_end;
 unsigned i;

 /* max_pfn_mapped is the last pfn mapped in the initial memory
 * mappings. Considering that on Xen after the kernel mappings we
 * have the mappings of some pages that don't exist in pfn space, we
 * set max_pfn_mapped to the last real pfn mapped. */
 if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map)
  max_pfn_mapped = xen_start_info->first_p2m_pfn;
 else
  max_pfn_mapped = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->mfn_list));

 pt_base = PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base));
 pt_end = pt_base + xen_start_info->nr_pt_frames;

 /* Zap identity mapping */
 init_top_pgt[0] = __pgd(0);

 /* Pre-constructed entries are in pfn, so convert to mfn */
 /* L4[273] -> level3_ident_pgt  */
 /* L4[511] -> level3_kernel_pgt */
 convert_pfn_mfn(init_top_pgt);

 /* L3_i[0] -> level2_ident_pgt */
 convert_pfn_mfn(level3_ident_pgt);
 /* L3_k[510] -> level2_kernel_pgt */
 /* L3_k[511] -> level2_fixmap_pgt */
 convert_pfn_mfn(level3_kernel_pgt);

 /* L3_k[511][508-FIXMAP_PMD_NUM ... 507] -> level1_fixmap_pgt */
 convert_pfn_mfn(level2_fixmap_pgt);

 /* We get [511][511] and have Xen's version of level2_kernel_pgt */
 l3 = m2v(pgd[pgd_index(__START_KERNEL_map)].pgd);
 l2 = m2v(l3[pud_index(__START_KERNEL_map)].pud);

 addr[0] = (unsigned long)pgd;
 addr[1] = (unsigned long)l3;
 addr[2] = (unsigned long)l2;
 /* Graft it onto L4[273][0]. Note that we creating an aliasing problem:
 * Both L4[273][0] and L4[511][510] have entries that point to the same
 * L2 (PMD) tables. Meaning that if you modify it in __va space
 * it will be also modified in the __ka space! (But if you just
 * modify the PMD table to point to other PTE's or none, then you
 * are OK - which is what cleanup_highmap does) */
 copy_page(level2_ident_pgt, l2);
 /* Graft it onto L4[511][510] */
 copy_page(level2_kernel_pgt, l2);

 /*
 * Zap execute permission from the ident map. Due to the sharing of
 * L1 entries we need to do this in the L2.
 */
 if (__supported_pte_mask & _PAGE_NX) {
  for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; ++i) {
   if (pmd_none(level2_ident_pgt[i]))
    continue;
   level2_ident_pgt[i] = pmd_set_flags(level2_ident_pgt[i], _PAGE_NX);
  }
 }

 /* Copy the initial P->M table mappings if necessary. */
 i = pgd_index(xen_start_info->mfn_list);
 if (i && i < pgd_index(__START_KERNEL_map))
  init_top_pgt[i] = ((pgd_t *)xen_start_info->pt_base)[i];

 /* Make pagetable pieces RO */
 set_page_prot(init_top_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
 set_page_prot(level3_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
 set_page_prot(level3_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
 set_page_prot(level2_ident_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
 set_page_prot(level2_kernel_pgt, PAGE_KERNEL_RO);
 set_page_prot(level2_fixmap_pgt, PAGE_KERNEL_RO);

 for (i = 0; i < FIXMAP_PMD_NUM; i++) {
  set_page_prot(level1_fixmap_pgt + i * PTRS_PER_PTE,
         PAGE_KERNEL_RO);
 }

 /* Pin down new L4 */
 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L4_TABLE,
     PFN_DOWN(__pa_symbol(init_top_pgt)));

 /* Unpin Xen-provided one */
 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));

#ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
 /* Pin user vsyscall L3 */
 set_page_prot(level3_user_vsyscall, PAGE_KERNEL_RO);
 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE,
     PFN_DOWN(__pa_symbol(level3_user_vsyscall)));
#endif

 /*
 * At this stage there can be no user pgd, and no page structure to
 * attach it to, so make sure we just set kernel pgd.
 */
 xen_mc_batch();
 __xen_write_cr3(true, __pa(init_top_pgt));
 xen_mc_issue(XEN_LAZY_CPU);

 /* We can't that easily rip out L3 and L2, as the Xen pagetables are
 * set out this way: [L4], [L1], [L2], [L3], [L1], [L1] ...  for
 * the initial domain. For guests using the toolstack, they are in:
 * [L4], [L3], [L2], [L1], [L1], order .. So for dom0 we can only
 * rip out the [L4] (pgd), but for guests we shave off three pages.
 */
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(addr); i++)
  check_pt_base(&pt_base, &pt_end, addr[i]);

 /* Our (by three pages) smaller Xen pagetable that we are using */
 xen_pt_base = PFN_PHYS(pt_base);
 xen_pt_size = (pt_end - pt_base) * PAGE_SIZE;
 memblock_reserve(xen_pt_base, xen_pt_size);

 /* Revector the xen_start_info */
 xen_start_info = (struct start_info *)__va(__pa(xen_start_info));
}

/*
 * Read a value from a physical address.
 */
static unsigned long __init xen_read_phys_ulong(phys_addr_t addr)
{
 unsigned long *vaddr;
 unsigned long val;

 vaddr = early_memremap_ro(addr, sizeof(val));
 val = *vaddr;
 early_memunmap(vaddr, sizeof(val));
 return val;
}

/*
 * Translate a virtual address to a physical one without relying on mapped
 * page tables. Don't rely on big pages being aligned in (guest) physical
 * space!
 */
static phys_addr_t __init xen_early_virt_to_phys(unsigned long vaddr)
{
 phys_addr_t pa;
 pgd_t pgd;
 pud_t pud;
 pmd_t pmd;
 pte_t pte;

 pa = read_cr3_pa();
 pgd = native_make_pgd(xen_read_phys_ulong(pa + pgd_index(vaddr) *
             sizeof(pgd)));
 if (!pgd_present(pgd))
  return 0;

 pa = pgd_val(pgd) & PTE_PFN_MASK;
 pud = native_make_pud(xen_read_phys_ulong(pa + pud_index(vaddr) *
             sizeof(pud)));
 if (!pud_present(pud))
  return 0;
 pa = pud_val(pud) & PTE_PFN_MASK;
 if (pud_leaf(pud))
  return pa + (vaddr & ~PUD_MASK);

 pmd = native_make_pmd(xen_read_phys_ulong(pa + pmd_index(vaddr) *
             sizeof(pmd)));
 if (!pmd_present(pmd))
  return 0;
 pa = pmd_val(pmd) & PTE_PFN_MASK;
 if (pmd_leaf(pmd))
  return pa + (vaddr & ~PMD_MASK);

 pte = native_make_pte(xen_read_phys_ulong(pa + pte_index(vaddr) *
             sizeof(pte)));
 if (!pte_present(pte))
  return 0;
 pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;

 return pa | (vaddr & ~PAGE_MASK);
}

/*
 * Find a new area for the hypervisor supplied p2m list and relocate the p2m to
 * this area.
 */
void __init xen_relocate_p2m(void)
{
 phys_addr_t size, new_area, pt_phys, pmd_phys, pud_phys;
 unsigned long p2m_pfn, p2m_pfn_end, n_frames, pfn, pfn_end;
 int n_pte, n_pt, n_pmd, n_pud, idx_pte, idx_pt, idx_pmd, idx_pud;
 pte_t *pt;
 pmd_t *pmd;
 pud_t *pud;
 pgd_t *pgd;
 unsigned long *new_p2m;

 size = PAGE_ALIGN(xen_start_info->nr_pages * sizeof(unsigned long));
 n_pte = roundup(size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
 n_pt = roundup(size, PMD_SIZE) >> PMD_SHIFT;
 n_pmd = roundup(size, PUD_SIZE) >> PUD_SHIFT;
 n_pud = roundup(size, P4D_SIZE) >> P4D_SHIFT;
 n_frames = n_pte + n_pt + n_pmd + n_pud;

 new_area = xen_find_free_area(PFN_PHYS(n_frames));
 if (!new_area) {
  xen_raw_console_write("Can't find new memory area for p2m needed due to E820 map conflict\n");
  BUG();
 }

 /*
 * Setup the page tables for addressing the new p2m list.
 * We have asked the hypervisor to map the p2m list at the user address
 * PUD_SIZE. It may have done so, or it may have used a kernel space
 * address depending on the Xen version.
 * To avoid any possible virtual address collision, just use
 * 2 * PUD_SIZE for the new area.
 */
 pud_phys = new_area;
 pmd_phys = pud_phys + PFN_PHYS(n_pud);
 pt_phys = pmd_phys + PFN_PHYS(n_pmd);
 p2m_pfn = PFN_DOWN(pt_phys) + n_pt;

 pgd = __va(read_cr3_pa());
 new_p2m = (unsigned long *)(2 * PGDIR_SIZE);
 for (idx_pud = 0; idx_pud < n_pud; idx_pud++) {
  pud = early_memremap(pud_phys, PAGE_SIZE);
  clear_page(pud);
  for (idx_pmd = 0; idx_pmd < min(n_pmd, PTRS_PER_PUD);
    idx_pmd++) {
   pmd = early_memremap(pmd_phys, PAGE_SIZE);
   clear_page(pmd);
   for (idx_pt = 0; idx_pt < min(n_pt, PTRS_PER_PMD);
     idx_pt++) {
    pt = early_memremap(pt_phys, PAGE_SIZE);
    clear_page(pt);
    for (idx_pte = 0;
         idx_pte < min(n_pte, PTRS_PER_PTE);
         idx_pte++) {
     pt[idx_pte] = pfn_pte(p2m_pfn,
             PAGE_KERNEL);
     p2m_pfn++;
    }
    n_pte -= PTRS_PER_PTE;
    early_memunmap(pt, PAGE_SIZE);
    make_lowmem_page_readonly(__va(pt_phys));
    pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE,
      PFN_DOWN(pt_phys));
    pmd[idx_pt] = __pmd(_PAGE_TABLE | pt_phys);
    pt_phys += PAGE_SIZE;
   }
   n_pt -= PTRS_PER_PMD;
   early_memunmap(pmd, PAGE_SIZE);
   make_lowmem_page_readonly(__va(pmd_phys));
   pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L2_TABLE,
     PFN_DOWN(pmd_phys));
   pud[idx_pmd] = __pud(_PAGE_TABLE | pmd_phys);
   pmd_phys += PAGE_SIZE;
  }
  n_pmd -= PTRS_PER_PUD;
  early_memunmap(pud, PAGE_SIZE);
  make_lowmem_page_readonly(__va(pud_phys));
  pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(pud_phys));
  set_pgd(pgd + 2 + idx_pud, __pgd(_PAGE_TABLE | pud_phys));
  pud_phys += PAGE_SIZE;
 }

 /* Now copy the old p2m info to the new area. */
 memcpy(new_p2m, xen_p2m_addr, size);
 xen_p2m_addr = new_p2m;

 /* Release the old p2m list and set new list info. */
 p2m_pfn = PFN_DOWN(xen_early_virt_to_phys(xen_start_info->mfn_list));
 BUG_ON(!p2m_pfn);
 p2m_pfn_end = p2m_pfn + PFN_DOWN(size);

 if (xen_start_info->mfn_list < __START_KERNEL_map) {
  pfn = xen_start_info->first_p2m_pfn;
  pfn_end = xen_start_info->first_p2m_pfn +
     xen_start_info->nr_p2m_frames;
  set_pgd(pgd + 1, __pgd(0));
 } else {
  pfn = p2m_pfn;
  pfn_end = p2m_pfn_end;
 }

 memblock_phys_free(PFN_PHYS(pfn), PAGE_SIZE * (pfn_end - pfn));
 while (pfn < pfn_end) {
  if (pfn == p2m_pfn) {
   pfn = p2m_pfn_end;
   continue;
  }
  make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
  pfn++;
 }

 xen_start_info->mfn_list = (unsigned long)xen_p2m_addr;
 xen_start_info->first_p2m_pfn =  PFN_DOWN(new_area);
 xen_start_info->nr_p2m_frames = n_frames;
}

void __init xen_reserve_special_pages(void)
{
 phys_addr_t paddr;

 memblock_reserve(__pa(xen_start_info), PAGE_SIZE);
 if (xen_start_info->store_mfn) {
  paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->store_mfn));
  memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
 }
 if (!xen_initial_domain()) {
  paddr = PFN_PHYS(mfn_to_pfn(xen_start_info->console.domU.mfn));
  memblock_reserve(paddr, PAGE_SIZE);
 }
}

void __init xen_pt_check_e820(void)
{
 xen_chk_is_e820_usable(xen_pt_base, xen_pt_size, "page table");
}

static unsigned char dummy_mapping[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;

static void xen_set_fixmap(unsigned idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
{
 pte_t pte;
 unsigned long vaddr;

 phys >>= PAGE_SHIFT;

 switch (idx) {
 case FIX_BTMAP_END ... FIX_BTMAP_BEGIN:
#ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
 case VSYSCALL_PAGE:
#endif
  /* All local page mappings */
  pte = pfn_pte(phys, prot);
  break;

#ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 case FIX_APIC_BASE: /* maps dummy local APIC */
  pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
  break;
#endif

#ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 case FIX_IO_APIC_BASE_0 ... FIX_IO_APIC_BASE_END:
  /*
 * We just don't map the IO APIC - all access is via
 * hypercalls.  Keep the address in the pte for reference.
 */
  pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa(dummy_mapping)), PAGE_KERNEL);
  break;
#endif

 case FIX_PARAVIRT_BOOTMAP:
  /* This is an MFN, but it isn't an IO mapping from the
   IO domain */
  pte = mfn_pte(phys, prot);
  break;

 default:
  /* By default, set_fixmap is used for hardware mappings */
  pte = mfn_pte(phys, prot);
  break;
 }

 vaddr = __fix_to_virt(idx);
 if (HYPERVISOR_update_va_mapping(vaddr, pte, UVMF_INVLPG))
  BUG();

#ifdef CONFIG_X86_VSYSCALL_EMULATION
 /* Replicate changes to map the vsyscall page into the user
   pagetable vsyscall mapping. */
 if (idx == VSYSCALL_PAGE)
  set_pte_vaddr_pud(level3_user_vsyscall, vaddr, pte);
#endif
}

static void xen_enter_lazy_mmu(void)
{
 enter_lazy(XEN_LAZY_MMU);
}

static void xen_flush_lazy_mmu(void)
{
 preempt_disable();

 if (xen_get_lazy_mode() == XEN_LAZY_MMU) {
  arch_leave_lazy_mmu_mode();
  arch_enter_lazy_mmu_mode();
 }

 preempt_enable();
}

static void __init xen_post_allocator_init(void)
{
 pv_ops.mmu.set_pte = xen_set_pte;
 pv_ops.mmu.set_pmd = xen_set_pmd;
 pv_ops.mmu.set_pud = xen_set_pud;
 pv_ops.mmu.set_p4d = xen_set_p4d;

 /* This will work as long as patching hasn't happened yet
   (which it hasn't) */
 pv_ops.mmu.alloc_pte = xen_alloc_pte;
 pv_ops.mmu.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
 pv_ops.mmu.release_pte = xen_release_pte;
 pv_ops.mmu.release_pmd = xen_release_pmd;
 pv_ops.mmu.alloc_pud = xen_alloc_pud;
 pv_ops.mmu.release_pud = xen_release_pud;
 pv_ops.mmu.make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte);

 pv_ops.mmu.write_cr3 = &xen_write_cr3;
}

static void xen_leave_lazy_mmu(void)
{
 preempt_disable();
 xen_mc_flush();
 leave_lazy(XEN_LAZY_MMU);
 preempt_enable();
}

static const typeof(pv_ops) xen_mmu_ops __initconst = {
 .mmu = {
  .read_cr2 = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_read_cr2),
  .write_cr2 = xen_write_cr2,

  .read_cr3 = xen_read_cr3,
  .write_cr3 = xen_write_cr3_init,

  .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
  .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
  .flush_tlb_one_user = xen_flush_tlb_one_user,
  .flush_tlb_multi = xen_flush_tlb_multi,

  .pgd_alloc = xen_pgd_alloc,
  .pgd_free = xen_pgd_free,

  .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
  .release_pte = xen_release_pte_init,
  .alloc_pmd = xen_alloc_pmd_init,
  .release_pmd = xen_release_pmd_init,

  .set_pte = xen_set_pte_init,
  .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,

  .ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start,
  .ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit,

  .pte_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pte_val),
  .pgd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pgd_val),

  .make_pte = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pte_init),
  .make_pgd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pgd),

  .set_pud = xen_set_pud_hyper,

  .make_pmd = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pmd),
  .pmd_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pmd_val),

  .pud_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_pud_val),
  .make_pud = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_pud),
  .set_p4d = xen_set_p4d_hyper,

  .alloc_pud = xen_alloc_pmd_init,
  .release_pud = xen_release_pmd_init,

  .p4d_val = PV_CALLEE_SAVE(xen_p4d_val),
  .make_p4d = PV_CALLEE_SAVE(xen_make_p4d),

  .enter_mmap = xen_enter_mmap,
  .exit_mmap = xen_exit_mmap,

  .lazy_mode = {
   .enter = xen_enter_lazy_mmu,
   .leave = xen_leave_lazy_mmu,
   .flush = xen_flush_lazy_mmu,
  },

  .set_fixmap = xen_set_fixmap,
 },
};

void __init xen_init_mmu_ops(void)
{
 x86_init.paging.pagetable_init = xen_pagetable_init;
 x86_init.hyper.init_after_bootmem = xen_after_bootmem;

 pv_ops.mmu = xen_mmu_ops.mmu;

 memset(dummy_mapping, 0xff, PAGE_SIZE);
}

#define VOID_PTE (mfn_pte(0, __pgprot(0)))
static void xen_zap_pfn_range(unsigned long vaddr, unsigned int order,
    unsigned long *in_frames,
    unsigned long *out_frames)
{
 int i;
 struct multicall_space mcs;

 xen_mc_batch();
 for (i = 0; i < (1UL<<order); i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
  mcs = __xen_mc_entry(0);

  if (in_frames)
   in_frames[i] = virt_to_mfn((void *)vaddr);

  MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr, VOID_PTE, 0);
  __set_phys_to_machine(virt_to_pfn((void *)vaddr), INVALID_P2M_ENTRY);

  if (out_frames)
   out_frames[i] = virt_to_pfn((void *)vaddr);
 }
 xen_mc_issue(0);
}

/*
 * Update the pfn-to-mfn mappings for a virtual address range, either to
 * point to an array of mfns, or contiguously from a single starting
 * mfn.
 */
static void xen_remap_exchanged_ptes(unsigned long vaddr, int order,
         unsigned long *mfns,
         unsigned long first_mfn)
{
 unsigned i, limit;
 unsigned long mfn;

 xen_mc_batch();

 limit = 1u << order;
 for (i = 0; i < limit; i++, vaddr += PAGE_SIZE) {
  struct multicall_space mcs;
  unsigned flags;

  mcs = __xen_mc_entry(0);
  if (mfns)
   mfn = mfns[i];
  else
   mfn = first_mfn + i;

  if (i < (limit - 1))
   flags = 0;
  else {
   if (order == 0)
    flags = UVMF_INVLPG | UVMF_ALL;
   else
    flags = UVMF_TLB_FLUSH | UVMF_ALL;
  }

  MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, vaddr,
    mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), flags);

  set_phys_to_machine(virt_to_pfn((void *)vaddr), mfn);
 }

 xen_mc_issue(0);
}

/*
 * Perform the hypercall to exchange a region of our pfns to point to
 * memory with the required contiguous alignment.  Takes the pfns as
 * input, and populates mfns as output.
 *
 * Returns a success code indicating whether the hypervisor was able to
 * satisfy the request or not.
 */
static int xen_exchange_memory(unsigned long extents_in, unsigned int order_in,
          unsigned long *pfns_in,
          unsigned long extents_out,
          unsigned int order_out,
          unsigned long *mfns_out,
          unsigned int address_bits)
{
 long rc;
 int success;

 struct xen_memory_exchange exchange = {
  .in = {
   .nr_extents   = extents_in,
   .extent_order = order_in,
   .extent_start = pfns_in,
   .domid        = DOMID_SELF
  },
  .out = {
   .nr_extents   = extents_out,
   .extent_order = order_out,
   .extent_start = mfns_out,
   .address_bits = address_bits,
   .domid        = DOMID_SELF
  }
 };

 BUG_ON(extents_in << order_in != extents_out << order_out);

 rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_exchange, &exchange);
 success = (exchange.nr_exchanged == extents_in);

 BUG_ON(!success && ((exchange.nr_exchanged != 0) || (rc == 0)));
 BUG_ON(success && (rc != 0));

 return success;
}

int xen_create_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order,
     unsigned int address_bits,
     dma_addr_t *dma_handle)
{
 unsigned long *in_frames, out_frame;
 unsigned long  flags;
 int            success;
 unsigned long vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);

 if (unlikely(order > discontig_frames_order)) {
  if (!discontig_frames_dyn)
   return -ENOMEM;

  if (alloc_discontig_frames(order))
   return -ENOMEM;
 }

 memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);

 spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);

 in_frames = discontig_frames;

 /* 1. Zap current PTEs, remembering MFNs. */
 xen_zap_pfn_range(vstart, order, in_frames, NULL);

 /* 2. Get a new contiguous memory extent. */
 out_frame = virt_to_pfn((void *)vstart);
 success = xen_exchange_memory(1UL << order, 0, in_frames,
          1, order, &out_frame,
          address_bits);

 /* 3. Map the new extent in place of old pages. */
 if (success)
  xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, out_frame);
 else
  xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, in_frames, 0);

 spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);

 *dma_handle = virt_to_machine(vstart).maddr;
 return success ? 0 : -ENOMEM;
}

void xen_destroy_contiguous_region(phys_addr_t pstart, unsigned int order)
{
 unsigned long *out_frames, in_frame;
 unsigned long  flags;
 int success;
 unsigned long vstart;

 if (unlikely(order > discontig_frames_order))
  return;

 vstart = (unsigned long)phys_to_virt(pstart);
 memset((void *) vstart, 0, PAGE_SIZE << order);

 spin_lock_irqsave(&xen_reservation_lock, flags);

 out_frames = discontig_frames;

 /* 1. Find start MFN of contiguous extent. */
 in_frame = virt_to_mfn((void *)vstart);

 /* 2. Zap current PTEs. */
 xen_zap_pfn_range(vstart, order, NULL, out_frames);

 /* 3. Do the exchange for non-contiguous MFNs. */
 success = xen_exchange_memory(1, order, &in_frame, 1UL << order,
     0, out_frames, 0);

 /* 4. Map new pages in place of old pages. */
 if (success)
  xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, out_frames, 0);
 else
  xen_remap_exchanged_ptes(vstart, order, NULL, in_frame);

 spin_unlock_irqrestore(&xen_reservation_lock, flags);
}

static noinline void xen_flush_tlb_all(void)
{
 struct mmuext_op *op;
 struct multicall_space mcs;

 preempt_disable();

 mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));

 op = mcs.args;
 op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_ALL;
 MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);

 xen_mc_issue(XEN_LAZY_MMU);

 preempt_enable();
}

#define REMAP_BATCH_SIZE 16

struct remap_data {
 xen_pfn_t *pfn;
 bool contiguous;
 bool no_translate;
 pgprot_t prot;
 struct mmu_update *mmu_update;
};

static int remap_area_pfn_pte_fn(pte_t *ptep, unsigned long addr, void *data)
{
 struct remap_data *rmd = data;
 pte_t pte = pte_mkspecial(mfn_pte(*rmd->pfn, rmd->prot));

 /*
 * If we have a contiguous range, just update the pfn itself,
 * else update pointer to be "next pfn".
 */
 if (rmd->contiguous)
  (*rmd->pfn)++;
 else
  rmd->pfn++;

 rmd->mmu_update->ptr = virt_to_machine(ptep).maddr;
 rmd->mmu_update->ptr |= rmd->no_translate ?
  MMU_PT_UPDATE_NO_TRANSLATE :
  MMU_NORMAL_PT_UPDATE;
 rmd->mmu_update->val = pte_val_ma(pte);
 rmd->mmu_update++;

 return 0;
}

int xen_remap_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
    xen_pfn_t *pfn, int nr, int *err_ptr, pgprot_t prot,
    unsigned int domid, bool no_translate)
{
 int err = 0;
 struct remap_data rmd;
 struct mmu_update mmu_update[REMAP_BATCH_SIZE];
 unsigned long range;
 int mapped = 0;

 BUG_ON(!((vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_IO)) == (VM_PFNMAP | VM_IO)));

 rmd.pfn = pfn;
 rmd.prot = prot;
 /*
 * We use the err_ptr to indicate if there we are doing a contiguous
 * mapping or a discontiguous mapping.
 */
 rmd.contiguous = !err_ptr;
 rmd.no_translate = no_translate;

 while (nr) {
  int index = 0;
  int done = 0;
  int batch = min(REMAP_BATCH_SIZE, nr);
--> --------------------

--> maximum size reached

--> --------------------