percpu: add optimized generic percpu accessors
[safe/jmp/linux-2.6] / arch / x86 / xen / mmu.c
index 17f374e..7bc7852 100644 (file)
  */
 #include <linux/sched.h>
 #include <linux/highmem.h>
+#include <linux/debugfs.h>
 #include <linux/bug.h>
 
 #include <asm/pgtable.h>
 #include <asm/tlbflush.h>
+#include <asm/fixmap.h>
 #include <asm/mmu_context.h>
 #include <asm/paravirt.h>
+#include <asm/linkage.h>
 
 #include <asm/xen/hypercall.h>
 #include <asm/xen/hypervisor.h>
 
 #include "multicalls.h"
 #include "mmu.h"
+#include "debugfs.h"
+
+#define MMU_UPDATE_HISTO       30
+
+#ifdef CONFIG_XEN_DEBUG_FS
+
+static struct {
+       u32 pgd_update;
+       u32 pgd_update_pinned;
+       u32 pgd_update_batched;
+
+       u32 pud_update;
+       u32 pud_update_pinned;
+       u32 pud_update_batched;
+
+       u32 pmd_update;
+       u32 pmd_update_pinned;
+       u32 pmd_update_batched;
+
+       u32 pte_update;
+       u32 pte_update_pinned;
+       u32 pte_update_batched;
+
+       u32 mmu_update;
+       u32 mmu_update_extended;
+       u32 mmu_update_histo[MMU_UPDATE_HISTO];
+
+       u32 prot_commit;
+       u32 prot_commit_batched;
+
+       u32 set_pte_at;
+       u32 set_pte_at_batched;
+       u32 set_pte_at_pinned;
+       u32 set_pte_at_current;
+       u32 set_pte_at_kernel;
+} mmu_stats;
+
+static u8 zero_stats;
+
+static inline void check_zero(void)
+{
+       if (unlikely(zero_stats)) {
+               memset(&mmu_stats, 0, sizeof(mmu_stats));
+               zero_stats = 0;
+       }
+}
+
+#define ADD_STATS(elem, val)                   \
+       do { check_zero(); mmu_stats.elem += (val); } while(0)
+
+#else  /* !CONFIG_XEN_DEBUG_FS */
+
+#define ADD_STATS(elem, val)   do { (void)(val); } while(0)
+
+#endif /* CONFIG_XEN_DEBUG_FS */
+
+/*
+ * 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)
+
 
 #define P2M_ENTRIES_PER_PAGE   (PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long))
 #define TOP_ENTRIES            (MAX_DOMAIN_PAGES / P2M_ENTRIES_PER_PAGE)
 
 /* Placeholder for holes in the address space */
-static unsigned long p2m_missing[P2M_ENTRIES_PER_PAGE]
-       __attribute__((section(".data.page_aligned"))) =
+static unsigned long p2m_missing[P2M_ENTRIES_PER_PAGE] __page_aligned_data =
                { [ 0 ... P2M_ENTRIES_PER_PAGE-1 ] = ~0UL };
 
  /* Array of pointers to pages containing p2m entries */
-static unsigned long *p2m_top[TOP_ENTRIES]
-       __attribute__((section(".data.page_aligned"))) =
+static unsigned long *p2m_top[TOP_ENTRIES] __page_aligned_data =
                { [ 0 ... TOP_ENTRIES - 1] = &p2m_missing[0] };
 
 /* Arrays of p2m arrays expressed in mfns used for save/restore */
-static unsigned long p2m_top_mfn[TOP_ENTRIES]
-       __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
+static unsigned long p2m_top_mfn[TOP_ENTRIES] __page_aligned_bss;
 
-static unsigned long p2m_top_mfn_list[
-                       PAGE_ALIGN(TOP_ENTRIES / P2M_ENTRIES_PER_PAGE)]
-       __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
+static unsigned long p2m_top_mfn_list[TOP_ENTRIES / P2M_ENTRIES_PER_PAGE]
+       __page_aligned_bss;
 
 static inline unsigned p2m_top_index(unsigned long pfn)
 {
@@ -93,13 +154,13 @@ void xen_setup_mfn_list_list(void)
 {
        unsigned pfn, idx;
 
-       for(pfn = 0; pfn < MAX_DOMAIN_PAGES; pfn += P2M_ENTRIES_PER_PAGE) {
+       for (pfn = 0; pfn < MAX_DOMAIN_PAGES; pfn += P2M_ENTRIES_PER_PAGE) {
                unsigned topidx = p2m_top_index(pfn);
 
                p2m_top_mfn[topidx] = virt_to_mfn(p2m_top[topidx]);
        }
 
-       for(idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(p2m_top_mfn_list); idx++) {
+       for (idx = 0; idx < ARRAY_SIZE(p2m_top_mfn_list); idx++) {
                unsigned topidx = idx * P2M_ENTRIES_PER_PAGE;
                p2m_top_mfn_list[idx] = virt_to_mfn(&p2m_top_mfn[topidx]);
        }
@@ -118,7 +179,7 @@ void __init xen_build_dynamic_phys_to_machine(void)
        unsigned long max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, xen_start_info->nr_pages);
        unsigned pfn;
 
-       for(pfn = 0; pfn < max_pfn; pfn += P2M_ENTRIES_PER_PAGE) {
+       for (pfn = 0; pfn < max_pfn; pfn += P2M_ENTRIES_PER_PAGE) {
                unsigned topidx = p2m_top_index(pfn);
 
                p2m_top[topidx] = &mfn_list[pfn];
@@ -146,7 +207,7 @@ static void alloc_p2m(unsigned long **pp, unsigned long *mfnp)
        p = (void *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NOFAIL);
        BUG_ON(p == NULL);
 
-       for(i = 0; i < P2M_ENTRIES_PER_PAGE; i++)
+       for (i = 0; i < P2M_ENTRIES_PER_PAGE; i++)
                p[i] = INVALID_P2M_ENTRY;
 
        if (cmpxchg(pp, p2m_missing, p) != p2m_missing)
@@ -181,15 +242,26 @@ void set_phys_to_machine(unsigned long pfn, unsigned long mfn)
        p2m_top[topidx][idx] = mfn;
 }
 
-xmaddr_t arbitrary_virt_to_machine(unsigned long address)
+xmaddr_t arbitrary_virt_to_machine(void *vaddr)
 {
+       unsigned long address = (unsigned long)vaddr;
        unsigned int level;
-       pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
-       unsigned offset = address & PAGE_MASK;
+       pte_t *pte;
+       unsigned offset;
 
-       BUG_ON(pte == NULL);
+       /*
+        * if the PFN is in the linear mapped vaddr range, we can just use
+        * the (quick) virt_to_machine() p2m lookup
+        */
+       if (virt_addr_valid(vaddr))
+               return virt_to_machine(vaddr);
+
+       /* otherwise we have to do a (slower) full page-table walk */
 
-       return XMADDR((pte_mfn(*pte) << PAGE_SHIFT) + offset);
+       pte = lookup_address(address, &level);
+       BUG_ON(pte == NULL);
+       offset = address & ~PAGE_MASK;
+       return XMADDR(((phys_addr_t)pte_mfn(*pte) << PAGE_SHIFT) + offset);
 }
 
 void make_lowmem_page_readonly(void *vaddr)
@@ -223,59 +295,84 @@ void make_lowmem_page_readwrite(void *vaddr)
 }
 
 
-void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
+static bool xen_page_pinned(void *ptr)
+{
+       struct page *page = virt_to_page(ptr);
+
+       return PagePinned(page);
+}
+
+static void xen_extend_mmu_update(const struct mmu_update *update)
 {
        struct multicall_space mcs;
        struct mmu_update *u;
 
-       preempt_disable();
+       mcs = xen_mc_extend_args(__HYPERVISOR_mmu_update, sizeof(*u));
+
+       if (mcs.mc != NULL) {
+               ADD_STATS(mmu_update_extended, 1);
+               ADD_STATS(mmu_update_histo[mcs.mc->args[1]], -1);
+
+               mcs.mc->args[1]++;
+
+               if (mcs.mc->args[1] < MMU_UPDATE_HISTO)
+                       ADD_STATS(mmu_update_histo[mcs.mc->args[1]], 1);
+               else
+                       ADD_STATS(mmu_update_histo[0], 1);
+       } else {
+               ADD_STATS(mmu_update, 1);
+               mcs = __xen_mc_entry(sizeof(*u));
+               MULTI_mmu_update(mcs.mc, mcs.args, 1, NULL, DOMID_SELF);
+               ADD_STATS(mmu_update_histo[1], 1);
+       }
 
-       mcs = xen_mc_entry(sizeof(*u));
        u = mcs.args;
-       u->ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
-       u->val = pmd_val_ma(val);
-       MULTI_mmu_update(mcs.mc, u, 1, NULL, DOMID_SELF);
+       *u = *update;
+}
+
+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);
+
+       ADD_STATS(pmd_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
 
        xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 
        preempt_enable();
 }
 
+void xen_set_pmd(pmd_t *ptr, pmd_t val)
+{
+       ADD_STATS(pmd_update, 1);
+
+       /* If page is not pinned, we can just update the entry
+          directly */
+       if (!xen_page_pinned(ptr)) {
+               *ptr = val;
+               return;
+       }
+
+       ADD_STATS(pmd_update_pinned, 1);
+
+       xen_set_pmd_hyper(ptr, val);
+}
+
 /*
  * Associate a virtual page frame with a given physical page frame
  * and protection flags for that frame.
  */
 void set_pte_mfn(unsigned long vaddr, unsigned long mfn, pgprot_t flags)
 {
-       pgd_t *pgd;
-       pud_t *pud;
-       pmd_t *pmd;
-       pte_t *pte;
-
-       pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
-       if (pgd_none(*pgd)) {
-               BUG();
-               return;
-       }
-       pud = pud_offset(pgd, vaddr);
-       if (pud_none(*pud)) {
-               BUG();
-               return;
-       }
-       pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
-       if (pmd_none(*pmd)) {
-               BUG();
-               return;
-       }
-       pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
-       /* <mfn,flags> stored as-is, to permit clearing entries */
-       xen_set_pte(pte, mfn_pte(mfn, flags));
-
-       /*
-        * It's enough to flush this one mapping.
-        * (PGE mappings get flushed as well)
-        */
-       __flush_tlb_one(vaddr);
+       set_pte_vaddr(vaddr, mfn_pte(mfn, flags));
 }
 
 void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
@@ -285,12 +382,18 @@ void xen_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
        if (mm == &init_mm)
                preempt_disable();
 
+       ADD_STATS(set_pte_at, 1);
+//     ADD_STATS(set_pte_at_pinned, xen_page_pinned(ptep));
+       ADD_STATS(set_pte_at_current, mm == current->mm);
+       ADD_STATS(set_pte_at_kernel, mm == &init_mm);
+
        if (mm == current->mm || mm == &init_mm) {
                if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU) {
                        struct multicall_space mcs;
                        mcs = xen_mc_entry(0);
 
                        MULTI_update_va_mapping(mcs.mc, addr, pteval, 0);
+                       ADD_STATS(set_pte_at_batched, 1);
                        xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
                        goto out;
                } else
@@ -304,78 +407,135 @@ out:
                preempt_enable();
 }
 
-pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
+pte_t xen_ptep_modify_prot_start(struct mm_struct *mm,
+                                unsigned long addr, pte_t *ptep)
+{
+       /* Just return the pte as-is.  We preserve the bits on commit */
+       return *ptep;
+}
+
+void xen_ptep_modify_prot_commit(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
+                                pte_t *ptep, pte_t pte)
 {
-       pteval_t ret = pte.pte;
+       struct mmu_update u;
+
+       xen_mc_batch();
+
+       u.ptr = arbitrary_virt_to_machine(ptep).maddr | MMU_PT_UPDATE_PRESERVE_AD;
+       u.val = pte_val_ma(pte);
+       xen_extend_mmu_update(&u);
 
-       if (ret & _PAGE_PRESENT)
-               ret = machine_to_phys(XMADDR(ret)).paddr | _PAGE_PRESENT;
+       ADD_STATS(prot_commit, 1);
+       ADD_STATS(prot_commit_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
 
-       return ret;
+       xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 }
 
-pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
+/* Assume pteval_t is equivalent to all the other *val_t types. */
+static pteval_t pte_mfn_to_pfn(pteval_t val)
 {
-       pgdval_t ret = pgd.pgd;
-       if (ret & _PAGE_PRESENT)
-               ret = machine_to_phys(XMADDR(ret)).paddr | _PAGE_PRESENT;
-       return ret;
+       if (val & _PAGE_PRESENT) {
+               unsigned long mfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
+               pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
+               val = ((pteval_t)mfn_to_pfn(mfn) << PAGE_SHIFT) | flags;
+       }
+
+       return val;
 }
 
-pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
+static pteval_t pte_pfn_to_mfn(pteval_t val)
 {
-       if (pte & _PAGE_PRESENT) {
-               pte = phys_to_machine(XPADDR(pte)).maddr;
-               pte &= ~(_PAGE_PCD | _PAGE_PWT);
+       if (val & _PAGE_PRESENT) {
+               unsigned long pfn = (val & PTE_PFN_MASK) >> PAGE_SHIFT;
+               pteval_t flags = val & PTE_FLAGS_MASK;
+               val = ((pteval_t)pfn_to_mfn(pfn) << PAGE_SHIFT) | flags;
        }
 
-       return (pte_t){ .pte = pte };
+       return val;
 }
 
-pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
+pteval_t xen_pte_val(pte_t pte)
+{
+       return pte_mfn_to_pfn(pte.pte);
+}
+
+pgdval_t xen_pgd_val(pgd_t pgd)
 {
-       if (pgd & _PAGE_PRESENT)
-               pgd = phys_to_machine(XPADDR(pgd)).maddr;
+       return pte_mfn_to_pfn(pgd.pgd);
+}
 
-       return (pgd_t){ pgd };
+pte_t xen_make_pte(pteval_t pte)
+{
+       pte = pte_pfn_to_mfn(pte);
+       return native_make_pte(pte);
+}
+
+pgd_t xen_make_pgd(pgdval_t pgd)
+{
+       pgd = pte_pfn_to_mfn(pgd);
+       return native_make_pgd(pgd);
 }
 
 pmdval_t xen_pmd_val(pmd_t pmd)
 {
-       pmdval_t ret = native_pmd_val(pmd);
-       if (ret & _PAGE_PRESENT)
-               ret = machine_to_phys(XMADDR(ret)).paddr | _PAGE_PRESENT;
-       return ret;
+       return pte_mfn_to_pfn(pmd.pmd);
 }
 
-void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
+void xen_set_pud_hyper(pud_t *ptr, pud_t val)
 {
-       struct multicall_space mcs;
-       struct mmu_update *u;
+       struct mmu_update u;
 
        preempt_disable();
 
-       mcs = xen_mc_entry(sizeof(*u));
-       u = mcs.args;
-       u->ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
-       u->val = pud_val_ma(val);
-       MULTI_mmu_update(mcs.mc, u, 1, NULL, DOMID_SELF);
+       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);
+
+       ADD_STATS(pud_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
 
        xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 
        preempt_enable();
 }
 
+void xen_set_pud(pud_t *ptr, pud_t val)
+{
+       ADD_STATS(pud_update, 1);
+
+       /* If page is not pinned, we can just update the entry
+          directly */
+       if (!xen_page_pinned(ptr)) {
+               *ptr = val;
+               return;
+       }
+
+       ADD_STATS(pud_update_pinned, 1);
+
+       xen_set_pud_hyper(ptr, val);
+}
+
 void xen_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 {
+       ADD_STATS(pte_update, 1);
+//     ADD_STATS(pte_update_pinned, xen_page_pinned(ptep));
+       ADD_STATS(pte_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
+
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
        ptep->pte_high = pte.pte_high;
        smp_wmb();
        ptep->pte_low = pte.pte_low;
+#else
+       *ptep = pte;
+#endif
 }
 
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
 void xen_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pte)
 {
-       set_64bit((u64 *)ptep, pte_val_ma(pte));
+       set_64bit((u64 *)ptep, native_pte_val(pte));
 }
 
 void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
@@ -387,106 +547,235 @@ void xen_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 
 void xen_pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 {
-       xen_set_pmd(pmdp, __pmd(0));
+       set_pmd(pmdp, __pmd(0));
 }
+#endif /* CONFIG_X86_PAE */
 
 pmd_t xen_make_pmd(pmdval_t pmd)
 {
-       if (pmd & _PAGE_PRESENT)
-               pmd = phys_to_machine(XPADDR(pmd)).maddr;
-
+       pmd = pte_pfn_to_mfn(pmd);
        return native_make_pmd(pmd);
 }
 
+#if PAGETABLE_LEVELS == 4
+pudval_t xen_pud_val(pud_t pud)
+{
+       return pte_mfn_to_pfn(pud.pud);
+}
+
+pud_t xen_make_pud(pudval_t pud)
+{
+       pud = pte_pfn_to_mfn(pud);
+
+       return native_make_pud(pud);
+}
+
+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_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
+{
+       struct mmu_update u;
+
+       u.ptr = virt_to_machine(ptr).maddr;
+       u.val = pgd_val_ma(val);
+       xen_extend_mmu_update(&u);
+}
+
+/*
+ * Raw hypercall-based set_pgd, 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
+ */
+void __init xen_set_pgd_hyper(pgd_t *ptr, pgd_t val)
+{
+       preempt_disable();
+
+       xen_mc_batch();
+
+       __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
+
+       xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
+
+       preempt_enable();
+}
+
+void xen_set_pgd(pgd_t *ptr, pgd_t val)
+{
+       pgd_t *user_ptr = xen_get_user_pgd(ptr);
+
+       ADD_STATS(pgd_update, 1);
+
+       /* 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));
+                       *user_ptr = val;
+               }
+               return;
+       }
+
+       ADD_STATS(pgd_update_pinned, 1);
+       ADD_STATS(pgd_update_batched, paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU);
+
+       /* If it's pinned, then we can at least batch the kernel and
+          user updates together. */
+       xen_mc_batch();
+
+       __xen_set_pgd_hyper(ptr, val);
+       if (user_ptr)
+               __xen_set_pgd_hyper(user_ptr, val);
+
+       xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
+}
+#endif /* PAGETABLE_LEVELS == 4 */
+
 /*
-  (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 pte_limit.  In the normal case
-  this will be TASK_SIZE, but at boot we need to pin up to
-  FIXADDR_TOP.  But the important bit is that we don't pin beyond
-  there, because then we start getting into Xen's ptes.
-*/
-static int pgd_walk(pgd_t *pgd_base, int (*func)(struct page *, enum pt_level),
-                   unsigned long limit)
-{
-       pgd_t *pgd = pgd_base;
+ * (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.
+ *
+ * For 32-bit the important bit is that we don't pin beyond there,
+ * because then we start getting into Xen's ptes.
+ *
+ * For 64-bit, we must skip the Xen hole in the middle of the address
+ * space, just after the big x86-64 virtual hole.
+ */
+static int __xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
+                         int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
+                                     enum pt_level),
+                         unsigned long limit)
+{
        int flush = 0;
-       unsigned long addr = 0;
-       unsigned long pgd_next;
+       unsigned hole_low, hole_high;
+       unsigned pgdidx_limit, pudidx_limit, pmdidx_limit;
+       unsigned pgdidx, pudidx, pmdidx;
 
-       BUG_ON(limit > FIXADDR_TOP);
+       /* The limit is the last byte to be touched */
+       limit--;
+       BUG_ON(limit >= FIXADDR_TOP);
 
        if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
                return 0;
 
-       for (; addr != FIXADDR_TOP; pgd++, addr = pgd_next) {
+       /*
+        * 64-bit has a great big hole in the middle of the address
+        * space, which contains the Xen mappings.  On 32-bit these
+        * will end up making a zero-sized hole and so is a no-op.
+        */
+       hole_low = pgd_index(USER_LIMIT);
+       hole_high = pgd_index(PAGE_OFFSET);
+
+       pgdidx_limit = pgd_index(limit);
+#if PTRS_PER_PUD > 1
+       pudidx_limit = pud_index(limit);
+#else
+       pudidx_limit = 0;
+#endif
+#if PTRS_PER_PMD > 1
+       pmdidx_limit = pmd_index(limit);
+#else
+       pmdidx_limit = 0;
+#endif
+
+       for (pgdidx = 0; pgdidx <= pgdidx_limit; pgdidx++) {
                pud_t *pud;
-               unsigned long pud_limit, pud_next;
 
-               pgd_next = pud_limit = pgd_addr_end(addr, FIXADDR_TOP);
+               if (pgdidx >= hole_low && pgdidx < hole_high)
+                       continue;
 
-               if (!pgd_val(*pgd))
+               if (!pgd_val(pgd[pgdidx]))
                        continue;
 
-               pud = pud_offset(pgd, 0);
+               pud = pud_offset(&pgd[pgdidx], 0);
 
                if (PTRS_PER_PUD > 1) /* not folded */
-                       flush |= (*func)(virt_to_page(pud), PT_PUD);
+                       flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pud), PT_PUD);
 
-               for (; addr != pud_limit; pud++, addr = pud_next) {
+               for (pudidx = 0; pudidx < PTRS_PER_PUD; pudidx++) {
                        pmd_t *pmd;
-                       unsigned long pmd_limit;
 
-                       pud_next = pud_addr_end(addr, pud_limit);
-
-                       if (pud_next < limit)
-                               pmd_limit = pud_next;
-                       else
-                               pmd_limit = limit;
+                       if (pgdidx == pgdidx_limit &&
+                           pudidx > pudidx_limit)
+                               goto out;
 
-                       if (pud_none(*pud))
+                       if (pud_none(pud[pudidx]))
                                continue;
 
-                       pmd = pmd_offset(pud, 0);
+                       pmd = pmd_offset(&pud[pudidx], 0);
 
                        if (PTRS_PER_PMD > 1) /* not folded */
-                               flush |= (*func)(virt_to_page(pmd), PT_PMD);
+                               flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pmd), PT_PMD);
 
-                       for (; addr != pmd_limit; pmd++) {
-                               addr += (PAGE_SIZE * PTRS_PER_PTE);
-                               if ((pmd_limit-1) < (addr-1)) {
-                                       addr = pmd_limit;
-                                       break;
-                               }
+                       for (pmdidx = 0; pmdidx < PTRS_PER_PMD; pmdidx++) {
+                               struct page *pte;
 
-                               if (pmd_none(*pmd))
+                               if (pgdidx == pgdidx_limit &&
+                                   pudidx == pudidx_limit &&
+                                   pmdidx > pmdidx_limit)
+                                       goto out;
+
+                               if (pmd_none(pmd[pmdidx]))
                                        continue;
 
-                               flush |= (*func)(pmd_page(*pmd), PT_PTE);
+                               pte = pmd_page(pmd[pmdidx]);
+                               flush |= (*func)(mm, pte, PT_PTE);
                        }
                }
        }
 
-       flush |= (*func)(virt_to_page(pgd_base), PT_PGD);
+out:
+       /* Do the top level last, so that the callbacks can use it as
+          a cue to do final things like tlb flushes. */
+       flush |= (*func)(mm, virt_to_page(pgd), PT_PGD);
 
        return flush;
 }
 
-static spinlock_t *lock_pte(struct page *page)
+static int xen_pgd_walk(struct mm_struct *mm,
+                       int (*func)(struct mm_struct *mm, struct page *,
+                                   enum pt_level),
+                       unsigned long limit)
+{
+       return __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 NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
+#if USE_SPLIT_PTLOCKS
        ptl = __pte_lockptr(page);
-       spin_lock(ptl);
+       spin_lock_nest_lock(ptl, &mm->page_table_lock);
 #endif
 
        return ptl;
 }
 
-static void do_unlock(void *v)
+static void xen_pte_unlock(void *v)
 {
        spinlock_t *ptl = v;
        spin_unlock(ptl);
@@ -504,7 +793,8 @@ static void xen_do_pin(unsigned level, unsigned long pfn)
        MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 }
 
-static int pin_page(struct page *page, enum pt_level level)
+static int xen_pin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
+                       enum pt_level level)
 {
        unsigned pgfl = TestSetPagePinned(page);
        int flush;
@@ -523,21 +813,40 @@ static int pin_page(struct page *page, enum pt_level level)
 
                flush = 0;
 
+               /*
+                * 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 = lock_pte(page);
+                       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 (level == PT_PTE)
+               if (ptl) {
                        xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
 
-               if (ptl) {
                        /* Queue a deferred unlock for when this batch
                           is completed. */
-                       xen_mc_callback(do_unlock, ptl);
+                       xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
                }
        }
 
@@ -547,26 +856,58 @@ static int pin_page(struct page *page, enum pt_level level)
 /* 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. */
-void xen_pgd_pin(pgd_t *pgd)
+static void __xen_pgd_pin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 {
+       vm_unmap_aliases();
+
        xen_mc_batch();
 
-       if (pgd_walk(pgd, pin_page, TASK_SIZE)) {
-               /* re-enable interrupts for kmap_flush_unused */
+       if (__xen_pgd_walk(mm, pgd, xen_pin_page, USER_LIMIT)) {
+               /* re-enable interrupts for flushing */
                xen_mc_issue(0);
+
                kmap_flush_unused();
+
                xen_mc_batch();
        }
 
+#ifdef CONFIG_X86_64
+       {
+               pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(pgd);
+
+               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)));
+               }
+       }
+#else /* CONFIG_X86_32 */
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       /* Need to make sure unshared kernel PMD is pinnable */
+       xen_pin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
+                    PT_PMD);
+#endif
        xen_do_pin(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
+#endif /* CONFIG_X86_64 */
        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)
 {
@@ -577,7 +918,7 @@ void xen_mm_pin_all(void)
 
        list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
                if (!PagePinned(page)) {
-                       xen_pgd_pin((pgd_t *)page_address(page));
+                       __xen_pgd_pin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
                        SetPageSavePinned(page);
                }
        }
@@ -585,10 +926,13 @@ void xen_mm_pin_all(void)
        spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 }
 
-/* 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. */
-static __init int mark_pinned(struct page *page, enum pt_level level)
+/*
+ * 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.
+ */
+static __init int xen_mark_pinned(struct mm_struct *mm, struct page *page,
+                                 enum pt_level level)
 {
        SetPagePinned(page);
        return 0;
@@ -596,10 +940,11 @@ static __init int mark_pinned(struct page *page, enum pt_level level)
 
 void __init xen_mark_init_mm_pinned(void)
 {
-       pgd_walk(init_mm.pgd, mark_pinned, FIXADDR_TOP);
+       xen_pgd_walk(&init_mm, xen_mark_pinned, FIXADDR_TOP);
 }
 
-static int unpin_page(struct page *page, enum pt_level level)
+static int xen_unpin_page(struct mm_struct *mm, struct page *page,
+                         enum pt_level level)
 {
        unsigned pgfl = TestClearPagePinned(page);
 
@@ -609,10 +954,18 @@ static int unpin_page(struct page *page, enum pt_level level)
                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 = lock_pte(page);
+                       ptl = xen_pte_lock(page, mm);
 
-                       xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
+                       if (ptl)
+                               xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
                }
 
                mcs = __xen_mc_entry(0);
@@ -623,7 +976,7 @@ static int unpin_page(struct page *page, enum pt_level level)
 
                if (ptl) {
                        /* unlock when batch completed */
-                       xen_mc_callback(do_unlock, ptl);
+                       xen_mc_callback(xen_pte_unlock, ptl);
                }
        }
 
@@ -631,17 +984,40 @@ static int unpin_page(struct page *page, enum pt_level level)
 }
 
 /* Release a pagetables pages back as normal RW */
-static void xen_pgd_unpin(pgd_t *pgd)
+static void __xen_pgd_unpin(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 {
        xen_mc_batch();
 
        xen_do_pin(MMUEXT_UNPIN_TABLE, PFN_DOWN(__pa(pgd)));
 
-       pgd_walk(pgd, unpin_page, TASK_SIZE);
+#ifdef CONFIG_X86_64
+       {
+               pgd_t *user_pgd = xen_get_user_pgd(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);
+               }
+       }
+#endif
+
+#ifdef CONFIG_X86_PAE
+       /* Need to make sure unshared kernel PMD is unpinned */
+       xen_unpin_page(mm, pgd_page(pgd[pgd_index(TASK_SIZE)]),
+                      PT_PMD);
+#endif
+
+       __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.
@@ -656,8 +1032,7 @@ void xen_mm_unpin_all(void)
        list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
                if (PageSavePinned(page)) {
                        BUG_ON(!PagePinned(page));
-                       printk("unpinning pinned %p\n", page_address(page));
-                       xen_pgd_unpin((pgd_t *)page_address(page));
+                       __xen_pgd_unpin(&init_mm, (pgd_t *)page_address(page));
                        ClearPageSavePinned(page);
                }
        }
@@ -668,14 +1043,14 @@ void xen_mm_unpin_all(void)
 void xen_activate_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
 {
        spin_lock(&next->page_table_lock);
-       xen_pgd_pin(next->pgd);
+       xen_pgd_pin(next);
        spin_unlock(&next->page_table_lock);
 }
 
 void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
 {
        spin_lock(&mm->page_table_lock);
-       xen_pgd_pin(mm->pgd);
+       xen_pgd_pin(mm);
        spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 }
 
@@ -686,21 +1061,28 @@ void xen_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *mm)
 static void drop_other_mm_ref(void *info)
 {
        struct mm_struct *mm = info;
+       struct mm_struct *active_mm;
+
+#ifdef CONFIG_X86_64
+       active_mm = read_pda(active_mm);
+#else
+       active_mm = __get_cpu_var(cpu_tlbstate).active_mm;
+#endif
 
-       if (__get_cpu_var(cpu_tlbstate).active_mm == mm)
+       if (active_mm == mm)
                leave_mm(smp_processor_id());
 
        /* If this cpu still has a stale cr3 reference, then make sure
           it has been flushed. */
-       if (x86_read_percpu(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd)) {
+       if (percpu_read(xen_current_cr3) == __pa(mm->pgd)) {
                load_cr3(swapper_pg_dir);
                arch_flush_lazy_cpu_mode();
        }
 }
 
-static void drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
+static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
 {
-       cpumask_t mask;
+       cpumask_var_t mask;
        unsigned cpu;
 
        if (current->active_mm == mm) {
@@ -712,7 +1094,16 @@ static void drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
        }
 
        /* Get the "official" set of cpus referring to our pagetable. */
-       mask = mm->cpu_vm_mask;
+       if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_ATOMIC)) {
+               for_each_online_cpu(cpu) {
+                       if (!cpumask_test_cpu(cpu, &mm->cpu_vm_mask)
+                           && per_cpu(xen_current_cr3, cpu) != __pa(mm->pgd))
+                               continue;
+                       smp_call_function_single(cpu, drop_other_mm_ref, mm, 1);
+               }
+               return;
+       }
+       cpumask_copy(mask, &mm->cpu_vm_mask);
 
        /* 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
@@ -721,14 +1112,15 @@ static void drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
           if needed. */
        for_each_online_cpu(cpu) {
                if (per_cpu(xen_current_cr3, cpu) == __pa(mm->pgd))
-                       cpu_set(cpu, mask);
+                       cpumask_set_cpu(cpu, mask);
        }
 
-       if (!cpus_empty(mask))
-               xen_smp_call_function_mask(mask, drop_other_mm_ref, mm, 1);
+       if (!cpumask_empty(mask))
+               smp_call_function_many(mask, drop_other_mm_ref, mm, 1);
+       free_cpumask_var(mask);
 }
 #else
-static void drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
+static void xen_drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
 {
        if (current->active_mm == mm)
                load_cr3(swapper_pg_dir);
@@ -752,14 +1144,77 @@ static void drop_mm_ref(struct mm_struct *mm)
 void xen_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
 {
        get_cpu();              /* make sure we don't move around */
-       drop_mm_ref(mm);
+       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 (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd)))
-               xen_pgd_unpin(mm->pgd);
+       if (xen_page_pinned(mm->pgd))
+               xen_pgd_unpin(mm);
 
        spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 }
+
+#ifdef CONFIG_XEN_DEBUG_FS
+
+static struct dentry *d_mmu_debug;
+
+static int __init xen_mmu_debugfs(void)
+{
+       struct dentry *d_xen = xen_init_debugfs();
+
+       if (d_xen == NULL)
+               return -ENOMEM;
+
+       d_mmu_debug = debugfs_create_dir("mmu", d_xen);
+
+       debugfs_create_u8("zero_stats", 0644, d_mmu_debug, &zero_stats);
+
+       debugfs_create_u32("pgd_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pgd_update);
+       debugfs_create_u32("pgd_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.pgd_update_pinned);
+       debugfs_create_u32("pgd_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.pgd_update_pinned);
+
+       debugfs_create_u32("pud_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pud_update);
+       debugfs_create_u32("pud_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.pud_update_pinned);
+       debugfs_create_u32("pud_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.pud_update_pinned);
+
+       debugfs_create_u32("pmd_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pmd_update);
+       debugfs_create_u32("pmd_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.pmd_update_pinned);
+       debugfs_create_u32("pmd_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.pmd_update_pinned);
+
+       debugfs_create_u32("pte_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.pte_update);
+//     debugfs_create_u32("pte_update_pinned", 0444, d_mmu_debug,
+//                        &mmu_stats.pte_update_pinned);
+       debugfs_create_u32("pte_update_batched", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.pte_update_pinned);
+
+       debugfs_create_u32("mmu_update", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.mmu_update);
+       debugfs_create_u32("mmu_update_extended", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.mmu_update_extended);
+       xen_debugfs_create_u32_array("mmu_update_histo", 0444, d_mmu_debug,
+                                    mmu_stats.mmu_update_histo, 20);
+
+       debugfs_create_u32("set_pte_at", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.set_pte_at);
+       debugfs_create_u32("set_pte_at_batched", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.set_pte_at_batched);
+       debugfs_create_u32("set_pte_at_current", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.set_pte_at_current);
+       debugfs_create_u32("set_pte_at_kernel", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.set_pte_at_kernel);
+
+       debugfs_create_u32("prot_commit", 0444, d_mmu_debug, &mmu_stats.prot_commit);
+       debugfs_create_u32("prot_commit_batched", 0444, d_mmu_debug,
+                          &mmu_stats.prot_commit_batched);
+
+       return 0;
+}
+fs_initcall(xen_mmu_debugfs);
+
+#endif /* CONFIG_XEN_DEBUG_FS */