arch/x86/include/asm/xen/page.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _ASM_X86_XEN_PAGE_H
   3 #define _ASM_X86_XEN_PAGE_H
   4
   5 #include <linux/kernel.h>
   6 #include <linux/types.h>
   7 #include <linux/spinlock.h>
   8 #include <linux/pfn.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/device.h>
  11
  12 #include <asm/extable.h>
  13 #include <asm/page.h>
  14
  15 #include <xen/interface/xen.h>
  16 #include <xen/interface/grant_table.h>
  17 #include <xen/features.h>
  18
  19 /* Xen machine address */
  20 typedef struct xmaddr {
  21         phys_addr_t maddr;
  22 } xmaddr_t;
  23
  24 /* Xen pseudo-physical address */
  25 typedef struct xpaddr {
  26         phys_addr_t paddr;
  27 } xpaddr_t;
  28
  29 #ifdef CONFIG_X86_64
  30 #define XEN_PHYSICAL_MASK       __sme_clr((1UL << 52) - 1)
  31 #else
  32 #define XEN_PHYSICAL_MASK       __PHYSICAL_MASK
  33 #endif
  34
  35 #define XEN_PTE_MFN_MASK        ((pteval_t)(((signed long)PAGE_MASK) & \
  36                                             XEN_PHYSICAL_MASK))
  37
  38 #define XMADDR(x)       ((xmaddr_t) { .maddr = (x) })
  39 #define XPADDR(x)       ((xpaddr_t) { .paddr = (x) })
  40
  41 /**** MACHINE <-> PHYSICAL CONVERSION MACROS ****/
  42 #define INVALID_P2M_ENTRY       (~0UL)
  43 #define FOREIGN_FRAME_BIT       (1UL<<(BITS_PER_LONG-1))
  44 #define IDENTITY_FRAME_BIT      (1UL<<(BITS_PER_LONG-2))
  45 #define FOREIGN_FRAME(m)        ((m) | FOREIGN_FRAME_BIT)
  46 #define IDENTITY_FRAME(m)       ((m) | IDENTITY_FRAME_BIT)
  47
  48 #define P2M_PER_PAGE            (PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long))
  49
  50 extern unsigned long *machine_to_phys_mapping;
  51 extern unsigned long  machine_to_phys_nr;
  52 extern unsigned long *xen_p2m_addr;
  53 extern unsigned long  xen_p2m_size;
  54 extern unsigned long  xen_max_p2m_pfn;
  55
  56 extern int xen_alloc_p2m_entry(unsigned long pfn);
  57
  58 extern unsigned long get_phys_to_machine(unsigned long pfn);
  59 extern bool set_phys_to_machine(unsigned long pfn, unsigned long mfn);
  60 extern bool __set_phys_to_machine(unsigned long pfn, unsigned long mfn);
  61 extern unsigned long __init set_phys_range_identity(unsigned long pfn_s,
  62                                                     unsigned long pfn_e);
  63
  64 #ifdef CONFIG_XEN_PV
  65 extern int set_foreign_p2m_mapping(struct gnttab_map_grant_ref *map_ops,
  66                                    struct gnttab_map_grant_ref *kmap_ops,
  67                                    struct page **pages, unsigned int count);
  68 extern int clear_foreign_p2m_mapping(struct gnttab_unmap_grant_ref *unmap_ops,
  69                                      struct gnttab_unmap_grant_ref *kunmap_ops,
  70                                      struct page **pages, unsigned int count);
  71 #else
  72 static inline int
  73 set_foreign_p2m_mapping(struct gnttab_map_grant_ref *map_ops,
  74                         struct gnttab_map_grant_ref *kmap_ops,
  75                         struct page **pages, unsigned int count)
  76 {
  77         return 0;
  78 }
  79
  80 static inline int
  81 clear_foreign_p2m_mapping(struct gnttab_unmap_grant_ref *unmap_ops,
  82                           struct gnttab_unmap_grant_ref *kunmap_ops,
  83                           struct page **pages, unsigned int count)
  84 {
  85         return 0;
  86 }
  87 #endif
  88
  89 /*
  90  * Helper functions to write or read unsigned long values to/from
  91  * memory, when the access may fault.
  92  */
  93 static inline int xen_safe_write_ulong(unsigned long *addr, unsigned long val)
  94 {
  95         int ret = 0;
  96
  97         asm volatile("1: mov %[val], %[ptr]\n"
  98                      "2:\n"
  99                      _ASM_EXTABLE_TYPE_REG(1b, 2b, EX_TYPE_EFAULT_REG, %[ret])
 100                      : [ret] "+r" (ret), [ptr] "=m" (*addr)
 101                      : [val] "r" (val));
 102
 103         return ret;
 104 }
 105
 106 static inline int xen_safe_read_ulong(const unsigned long *addr,
 107                                       unsigned long *val)
 108 {
 109         unsigned long rval = ~0ul;
 110         int ret = 0;
 111
 112         asm volatile("1: mov %[ptr], %[rval]\n"
 113                      "2:\n"
 114                      _ASM_EXTABLE_TYPE_REG(1b, 2b, EX_TYPE_EFAULT_REG, %[ret])
 115                      : [ret] "+r" (ret), [rval] "+r" (rval)
 116                      : [ptr] "m" (*addr));
 117         *val = rval;
 118
 119         return ret;
 120 }
 121
 122 #ifdef CONFIG_XEN_PV
 123 /*
 124  * When to use pfn_to_mfn(), __pfn_to_mfn() or get_phys_to_machine():
 125  * - pfn_to_mfn() returns either INVALID_P2M_ENTRY or the mfn. No indicator
 126  *   bits (identity or foreign) are set.
 127  * - __pfn_to_mfn() returns the found entry of the p2m table. A possibly set
 128  *   identity or foreign indicator will be still set. __pfn_to_mfn() is
 129  *   encapsulating get_phys_to_machine() which is called in special cases only.
 130  * - get_phys_to_machine() is to be called by __pfn_to_mfn() only in special
 131  *   cases needing an extended handling.
 132  */
 133 static inline unsigned long __pfn_to_mfn(unsigned long pfn)
 134 {
 135         unsigned long mfn;
 136
 137         if (pfn < xen_p2m_size)
 138                 mfn = xen_p2m_addr[pfn];
 139         else if (unlikely(pfn < xen_max_p2m_pfn))
 140                 return get_phys_to_machine(pfn);
 141         else
 142                 return IDENTITY_FRAME(pfn);
 143
 144         if (unlikely(mfn == INVALID_P2M_ENTRY))
 145                 return get_phys_to_machine(pfn);
 146
 147         return mfn;
 148 }
 149 #else
 150 static inline unsigned long __pfn_to_mfn(unsigned long pfn)
 151 {
 152         return pfn;
 153 }
 154 #endif
 155
 156 static inline unsigned long pfn_to_mfn(unsigned long pfn)
 157 {
 158         unsigned long mfn;
 159
 160         /*
 161          * Some x86 code are still using pfn_to_mfn instead of
 162          * pfn_to_mfn. This will have to be removed when we figured
 163          * out which call.
 164          */
 165         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 166                 return pfn;
 167
 168         mfn = __pfn_to_mfn(pfn);
 169
 170         if (mfn != INVALID_P2M_ENTRY)
 171                 mfn &= ~(FOREIGN_FRAME_BIT | IDENTITY_FRAME_BIT);
 172
 173         return mfn;
 174 }
 175
 176 static inline int phys_to_machine_mapping_valid(unsigned long pfn)
 177 {
 178         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 179                 return 1;
 180
 181         return __pfn_to_mfn(pfn) != INVALID_P2M_ENTRY;
 182 }
 183
 184 static inline unsigned long mfn_to_pfn_no_overrides(unsigned long mfn)
 185 {
 186         unsigned long pfn;
 187         int ret;
 188
 189         if (unlikely(mfn >= machine_to_phys_nr))
 190                 return ~0;
 191
 192         /*
 193          * The array access can fail (e.g., device space beyond end of RAM).
 194          * In such cases it doesn't matter what we return (we return garbage),
 195          * but we must handle the fault without crashing!
 196          */
 197         ret = xen_safe_read_ulong(&machine_to_phys_mapping[mfn], &pfn);
 198         if (ret < 0)
 199                 return ~0;
 200
 201         return pfn;
 202 }
 203
 204 static inline unsigned long mfn_to_pfn(unsigned long mfn)
 205 {
 206         unsigned long pfn;
 207
 208         /*
 209          * Some x86 code are still using mfn_to_pfn instead of
 210          * gfn_to_pfn. This will have to be removed when we figure
 211          * out which call.
 212          */
 213         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 214                 return mfn;
 215
 216         pfn = mfn_to_pfn_no_overrides(mfn);
 217         if (__pfn_to_mfn(pfn) != mfn)
 218                 pfn = ~0;
 219
 220         /*
 221          * pfn is ~0 if there are no entries in the m2p for mfn or the
 222          * entry doesn't map back to the mfn.
 223          */
 224         if (pfn == ~0 && __pfn_to_mfn(mfn) == IDENTITY_FRAME(mfn))
 225                 pfn = mfn;
 226
 227         return pfn;
 228 }
 229
 230 static inline xmaddr_t phys_to_machine(xpaddr_t phys)
 231 {
 232         unsigned offset = phys.paddr & ~PAGE_MASK;
 233         return XMADDR(PFN_PHYS(pfn_to_mfn(PFN_DOWN(phys.paddr))) | offset);
 234 }
 235
 236 static inline xpaddr_t machine_to_phys(xmaddr_t machine)
 237 {
 238         unsigned offset = machine.maddr & ~PAGE_MASK;
 239         return XPADDR(PFN_PHYS(mfn_to_pfn(PFN_DOWN(machine.maddr))) | offset);
 240 }
 241
 242 /* Pseudo-physical <-> Guest conversion */
 243 static inline unsigned long pfn_to_gfn(unsigned long pfn)
 244 {
 245         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 246                 return pfn;
 247         else
 248                 return pfn_to_mfn(pfn);
 249 }
 250
 251 static inline unsigned long gfn_to_pfn(unsigned long gfn)
 252 {
 253         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 254                 return gfn;
 255         else
 256                 return mfn_to_pfn(gfn);
 257 }
 258
 259 /* Pseudo-physical <-> Bus conversion */
 260 #define pfn_to_bfn(pfn)         pfn_to_gfn(pfn)
 261 #define bfn_to_pfn(bfn)         gfn_to_pfn(bfn)
 262
 263 /*
 264  * We detect special mappings in one of two ways:
 265  *  1. If the MFN is an I/O page then Xen will set the m2p entry
 266  *     to be outside our maximum possible pseudophys range.
 267  *  2. If the MFN belongs to a different domain then we will certainly
 268  *     not have MFN in our p2m table. Conversely, if the page is ours,
 269  *     then we'll have p2m(m2p(MFN))==MFN.
 270  * If we detect a special mapping then it doesn't have a 'struct page'.
 271  * We force !pfn_valid() by returning an out-of-range pointer.
 272  *
 273  * NB. These checks require that, for any MFN that is not in our reservation,
 274  * there is no PFN such that p2m(PFN) == MFN. Otherwise we can get confused if
 275  * we are foreign-mapping the MFN, and the other domain as m2p(MFN) == PFN.
 276  * Yikes! Various places must poke in INVALID_P2M_ENTRY for safety.
 277  *
 278  * NB2. When deliberately mapping foreign pages into the p2m table, you *must*
 279  *      use FOREIGN_FRAME(). This will cause pte_pfn() to choke on it, as we
 280  *      require. In all the cases we care about, the FOREIGN_FRAME bit is
 281  *      masked (e.g., pfn_to_mfn()) so behaviour there is correct.
 282  */
 283 static inline unsigned long bfn_to_local_pfn(unsigned long mfn)
 284 {
 285         unsigned long pfn;
 286
 287         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 288                 return mfn;
 289
 290         pfn = mfn_to_pfn(mfn);
 291         if (__pfn_to_mfn(pfn) != mfn)
 292                 return -1; /* force !pfn_valid() */
 293         return pfn;
 294 }
 295
 296 /* VIRT <-> MACHINE conversion */
 297 #define virt_to_machine(v)      (phys_to_machine(XPADDR(__pa(v))))
 298 static inline unsigned long virt_to_pfn(const void *v)
 299 {
 300         return PFN_DOWN(__pa(v));
 301 }
 302 #define virt_to_mfn(v)          (pfn_to_mfn(virt_to_pfn(v)))
 303 #define mfn_to_virt(m)          (__va(mfn_to_pfn(m) << PAGE_SHIFT))
 304
 305 /* VIRT <-> GUEST conversion */
 306 #define virt_to_gfn(v)          (pfn_to_gfn(virt_to_pfn(v)))
 307 #define gfn_to_virt(g)          (__va(gfn_to_pfn(g) << PAGE_SHIFT))
 308
 309 static inline unsigned long pte_mfn(pte_t pte)
 310 {
 311         return (pte.pte & XEN_PTE_MFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
 312 }
 313
 314 static inline pte_t mfn_pte(unsigned long page_nr, pgprot_t pgprot)
 315 {
 316         pte_t pte;
 317
 318         pte.pte = ((phys_addr_t)page_nr << PAGE_SHIFT) |
 319                         massage_pgprot(pgprot);
 320
 321         return pte;
 322 }
 323
 324 static inline pteval_t pte_val_ma(pte_t pte)
 325 {
 326         return pte.pte;
 327 }
 328
 329 static inline pte_t __pte_ma(pteval_t x)
 330 {
 331         return (pte_t) { .pte = x };
 332 }
 333
 334 #define pmd_val_ma(v) ((v).pmd)
 335 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 336 #define pud_val_ma(v) ((v).p4d.pgd.pgd)
 337 #else
 338 #define pud_val_ma(v) ((v).pud)
 339 #endif
 340 #define __pmd_ma(x)     ((pmd_t) { (x) } )
 341
 342 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
 343 #define p4d_val_ma(x)   ((x).pgd.pgd)
 344 #else
 345 #define p4d_val_ma(x)   ((x).p4d)
 346 #endif
 347
 348 xmaddr_t arbitrary_virt_to_machine(void *address);
 349 unsigned long arbitrary_virt_to_mfn(void *vaddr);
 350 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr);
 351 void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr);
 352
 353 static inline bool xen_arch_need_swiotlb(struct device *dev,
 354                                          phys_addr_t phys,
 355                                          dma_addr_t dev_addr)
 356 {
 357         return false;
 358 }
 359
 360 #endif /* _ASM_X86_XEN_PAGE_H */