arch/i386/kernel/vmi.c

   1 /*
   2  * VMI specific paravirt-ops implementation
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005, VMware, Inc.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  12  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  14  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
  15  * details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20  *
  21  * Send feedback to zach@vmware.com
  22  *
  23  */
  24
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/cpu.h>
  27 #include <linux/bootmem.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <asm/vmi.h>
  30 #include <asm/io.h>
  31 #include <asm/fixmap.h>
  32 #include <asm/apicdef.h>
  33 #include <asm/apic.h>
  34 #include <asm/processor.h>
  35 #include <asm/timer.h>
  36 #include <asm/vmi_time.h>
  37 #include <asm/kmap_types.h>
  38
  39 /* Convenient for calling VMI functions indirectly in the ROM */
  40 typedef u32 __attribute__((regparm(1))) (VROMFUNC)(void);
  41 typedef u64 __attribute__((regparm(2))) (VROMLONGFUNC)(int);
  42
  43 #define call_vrom_func(rom,func) \
  44    (((VROMFUNC *)(rom->func))())
  45
  46 #define call_vrom_long_func(rom,func,arg) \
  47    (((VROMLONGFUNC *)(rom->func)) (arg))
  48
  49 static struct vrom_header *vmi_rom;
  50 static int disable_pge;
  51 static int disable_pse;
  52 static int disable_sep;
  53 static int disable_tsc;
  54 static int disable_mtrr;
  55 static int disable_noidle;
  56 static int disable_vmi_timer;
  57
  58 /* Cached VMI operations */
  59 struct {
  60         void (*cpuid)(void /* non-c */);
  61         void (*_set_ldt)(u32 selector);
  62         void (*set_tr)(u32 selector);
  63         void (*set_kernel_stack)(u32 selector, u32 esp0);
  64         void (*allocate_page)(u32, u32, u32, u32, u32);
  65         void (*release_page)(u32, u32);
  66         void (*set_pte)(pte_t, pte_t *, unsigned);
  67         void (*update_pte)(pte_t *, unsigned);
  68         void (*set_linear_mapping)(int, u32, u32, u32);
  69         void (*flush_tlb)(int);
  70         void (*set_initial_ap_state)(int, int);
  71         void (*halt)(void);
  72 } vmi_ops;
  73
  74 /* XXX move this to alternative.h */
  75 extern struct paravirt_patch __start_parainstructions[],
  76         __stop_parainstructions[];
  77
  78 /*
  79  * VMI patching routines.
  80  */
  81 #define MNEM_CALL 0xe8
  82 #define MNEM_JMP  0xe9
  83 #define MNEM_RET  0xc3
  84
  85 static char irq_save_disable_callout[] = {
  86         MNEM_CALL, 0, 0, 0, 0,
  87         MNEM_CALL, 0, 0, 0, 0,
  88         MNEM_RET
  89 };
  90 #define IRQ_PATCH_INT_MASK 0
  91 #define IRQ_PATCH_DISABLE  5
  92
  93 static inline void patch_offset(unsigned char *eip, unsigned char *dest)
  94 {
  95         *(unsigned long *)(eip+1) = dest-eip-5;
  96 }
  97
  98 static unsigned patch_internal(int call, unsigned len, void *insns)
  99 {
 100         u64 reloc;
 101         struct vmi_relocation_info *const rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 102         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, call);
 103         switch(rel->type) {
 104                 case VMI_RELOCATION_CALL_REL:
 105                         BUG_ON(len < 5);
 106                         *(char *)insns = MNEM_CALL;
 107                         patch_offset(insns, rel->eip);
 108                         return 5;
 109
 110                 case VMI_RELOCATION_JUMP_REL:
 111                         BUG_ON(len < 5);
 112                         *(char *)insns = MNEM_JMP;
 113                         patch_offset(insns, rel->eip);
 114                         return 5;
 115
 116                 case VMI_RELOCATION_NOP:
 117                         /* obliterate the whole thing */
 118                         return 0;
 119
 120                 case VMI_RELOCATION_NONE:
 121                         /* leave native code in place */
 122                         break;
 123
 124                 default:
 125                         BUG();
 126         }
 127         return len;
 128 }
 129
 130 /*
 131  * Apply patch if appropriate, return length of new instruction
 132  * sequence.  The callee does nop padding for us.
 133  */
 134 static unsigned vmi_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insns, unsigned len)
 135 {
 136         switch (type) {
 137                 case PARAVIRT_IRQ_DISABLE:
 138                         return patch_internal(VMI_CALL_DisableInterrupts, len, insns);
 139                 case PARAVIRT_IRQ_ENABLE:
 140                         return patch_internal(VMI_CALL_EnableInterrupts, len, insns);
 141                 case PARAVIRT_RESTORE_FLAGS:
 142                         return patch_internal(VMI_CALL_SetInterruptMask, len, insns);
 143                 case PARAVIRT_SAVE_FLAGS:
 144                         return patch_internal(VMI_CALL_GetInterruptMask, len, insns);
 145                 case PARAVIRT_SAVE_FLAGS_IRQ_DISABLE:
 146                         if (len >= 10) {
 147                                 patch_internal(VMI_CALL_GetInterruptMask, len, insns);
 148                                 patch_internal(VMI_CALL_DisableInterrupts, len-5, insns+5);
 149                                 return 10;
 150                         } else {
 151                                 /*
 152                                  * You bastards didn't leave enough room to
 153                                  * patch save_flags_irq_disable inline.  Patch
 154                                  * to a helper
 155                                  */
 156                                 BUG_ON(len < 5);
 157                                 *(char *)insns = MNEM_CALL;
 158                                 patch_offset(insns, irq_save_disable_callout);
 159                                 return 5;
 160                         }
 161                 case PARAVIRT_INTERRUPT_RETURN:
 162                         return patch_internal(VMI_CALL_IRET, len, insns);
 163                 case PARAVIRT_STI_SYSEXIT:
 164                         return patch_internal(VMI_CALL_SYSEXIT, len, insns);
 165                 default:
 166                         break;
 167         }
 168         return len;
 169 }
 170
 171 /* CPUID has non-C semantics, and paravirt-ops API doesn't match hardware ISA */
 172 static void vmi_cpuid(unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
 173                                unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
 174 {
 175         int override = 0;
 176         if (*eax == 1)
 177                 override = 1;
 178         asm volatile ("call *%6"
 179                       : "=a" (*eax),
 180                         "=b" (*ebx),
 181                         "=c" (*ecx),
 182                         "=d" (*edx)
 183                       : "0" (*eax), "2" (*ecx), "r" (vmi_ops.cpuid));
 184         if (override) {
 185                 if (disable_pse)
 186                         *edx &= ~X86_FEATURE_PSE;
 187                 if (disable_pge)
 188                         *edx &= ~X86_FEATURE_PGE;
 189                 if (disable_sep)
 190                         *edx &= ~X86_FEATURE_SEP;
 191                 if (disable_tsc)
 192                         *edx &= ~X86_FEATURE_TSC;
 193                 if (disable_mtrr)
 194                         *edx &= ~X86_FEATURE_MTRR;
 195         }
 196 }
 197
 198 static inline void vmi_maybe_load_tls(struct desc_struct *gdt, int nr, struct desc_struct *new)
 199 {
 200         if (gdt[nr].a != new->a || gdt[nr].b != new->b)
 201                 write_gdt_entry(gdt, nr, new->a, new->b);
 202 }
 203
 204 static void vmi_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 205 {
 206         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 207         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 0, &t->tls_array[0]);
 208         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 1, &t->tls_array[1]);
 209         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 2, &t->tls_array[2]);
 210 }
 211
 212 static void vmi_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 213 {
 214         unsigned cpu = smp_processor_id();
 215         u32 low, high;
 216
 217         pack_descriptor(&low, &high, (unsigned long)addr,
 218                         entries * sizeof(struct desc_struct) - 1,
 219                         DESCTYPE_LDT, 0);
 220         write_gdt_entry(get_cpu_gdt_table(cpu), GDT_ENTRY_LDT, low, high);
 221         vmi_ops._set_ldt(entries ? GDT_ENTRY_LDT*sizeof(struct desc_struct) : 0);
 222 }
 223
 224 static void vmi_set_tr(void)
 225 {
 226         vmi_ops.set_tr(GDT_ENTRY_TSS*sizeof(struct desc_struct));
 227 }
 228
 229 static void vmi_load_esp0(struct tss_struct *tss,
 230                                    struct thread_struct *thread)
 231 {
 232         tss->esp0 = thread->esp0;
 233
 234         /* This can only happen when SEP is enabled, no need to test "SEP"arately */
 235         if (unlikely(tss->ss1 != thread->sysenter_cs)) {
 236                 tss->ss1 = thread->sysenter_cs;
 237                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, thread->sysenter_cs, 0);
 238         }
 239         vmi_ops.set_kernel_stack(__KERNEL_DS, tss->esp0);
 240 }
 241
 242 static void vmi_flush_tlb_user(void)
 243 {
 244         vmi_ops.flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB);
 245 }
 246
 247 static void vmi_flush_tlb_kernel(void)
 248 {
 249         vmi_ops.flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB | VMI_FLUSH_GLOBAL);
 250 }
 251
 252 /* Stub to do nothing at all; used for delays and unimplemented calls */
 253 static void vmi_nop(void)
 254 {
 255 }
 256
 257 /* For NO_IDLE_HZ, we stop the clock when halting the kernel */
 258 static fastcall void vmi_safe_halt(void)
 259 {
 260         int idle = vmi_stop_hz_timer();
 261         vmi_ops.halt();
 262         if (idle) {
 263                 local_irq_disable();
 264                 vmi_account_time_restart_hz_timer();
 265                 local_irq_enable();
 266         }
 267 }
 268
 269 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGE_TYPE
 270
 271 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 272 #define MAX_BOOT_PTS (2048+4+1)
 273 #else
 274 #define MAX_BOOT_PTS (1024+1)
 275 #endif
 276
 277 /*
 278  * During boot, mem_map is not yet available in paging_init, so stash
 279  * all the boot page allocations here.
 280  */
 281 static struct {
 282         u32 pfn;
 283         int type;
 284 } boot_page_allocations[MAX_BOOT_PTS];
 285 static int num_boot_page_allocations;
 286 static int boot_allocations_applied;
 287
 288 void vmi_apply_boot_page_allocations(void)
 289 {
 290         int i;
 291         BUG_ON(!mem_map);
 292         for (i = 0; i < num_boot_page_allocations; i++) {
 293                 struct page *page = pfn_to_page(boot_page_allocations[i].pfn);
 294                 page->type = boot_page_allocations[i].type;
 295                 page->type = boot_page_allocations[i].type &
 296                                 ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 297         }
 298         boot_allocations_applied = 1;
 299 }
 300
 301 static void record_page_type(u32 pfn, int type)
 302 {
 303         BUG_ON(num_boot_page_allocations >= MAX_BOOT_PTS);
 304         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].pfn = pfn;
 305         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].type = type;
 306         num_boot_page_allocations++;
 307 }
 308
 309 static void check_zeroed_page(u32 pfn, int type, struct page *page)
 310 {
 311         u32 *ptr;
 312         int i;
 313         int limit = PAGE_SIZE / sizeof(int);
 314
 315         if (page_address(page))
 316                 ptr = (u32 *)page_address(page);
 317         else
 318                 ptr = (u32 *)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
 319         /*
 320          * When cloning the root in non-PAE mode, only the userspace
 321          * pdes need to be zeroed.
 322          */
 323         if (type & VMI_PAGE_CLONE)
 324                 limit = USER_PTRS_PER_PGD;
 325         for (i = 0; i < limit; i++)
 326                 BUG_ON(ptr[i]);
 327 }
 328
 329 /*
 330  * We stash the page type into struct page so we can verify the page
 331  * types are used properly.
 332  */
 333 static void vmi_set_page_type(u32 pfn, int type)
 334 {
 335         /* PAE can have multiple roots per page - don't track */
 336         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
 337                 return;
 338
 339         if (boot_allocations_applied) {
 340                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 341                 if (type != VMI_PAGE_NORMAL)
 342                         BUG_ON(page->type);
 343                 else
 344                         BUG_ON(page->type == VMI_PAGE_NORMAL);
 345                 page->type = type & ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 346                 if (type & VMI_PAGE_ZEROED)
 347                         check_zeroed_page(pfn, type, page);
 348         } else {
 349                 record_page_type(pfn, type);
 350         }
 351 }
 352
 353 static void vmi_check_page_type(u32 pfn, int type)
 354 {
 355         /* PAE can have multiple roots per page - skip checks */
 356         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
 357                 return;
 358
 359         type &= ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 360         if (boot_allocations_applied) {
 361                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 362                 BUG_ON((page->type ^ type) & VMI_PAGE_PAE);
 363                 BUG_ON(type == VMI_PAGE_NORMAL && page->type);
 364                 BUG_ON((type & page->type) == 0);
 365         }
 366 }
 367 #else
 368 #define vmi_set_page_type(p,t) do { } while (0)
 369 #define vmi_check_page_type(p,t) do { } while (0)
 370 #endif
 371
 372 static void vmi_map_pt_hook(int type, pte_t *va, u32 pfn)
 373 {
 374         /*
 375          * Internally, the VMI ROM must map virtual addresses to physical
 376          * addresses for processing MMU updates.  By the time MMU updates
 377          * are issued, this information is typically already lost.
 378          * Fortunately, the VMI provides a cache of mapping slots for active
 379          * page tables.
 380          *
 381          * We use slot zero for the linear mapping of physical memory, and
 382          * in HIGHPTE kernels, slot 1 and 2 for KM_PTE0 and KM_PTE1.
 383          *
 384          *  args:                 SLOT                 VA    COUNT PFN
 385          */
 386         BUG_ON(type != KM_PTE0 && type != KM_PTE1);
 387         vmi_ops.set_linear_mapping((type - KM_PTE0)+1, (u32)va, 1, pfn);
 388 }
 389
 390 static void vmi_allocate_pt(u32 pfn)
 391 {
 392         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L1);
 393         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L1, 0, 0, 0);
 394 }
 395
 396 static void vmi_allocate_pd(u32 pfn)
 397 {
 398         /*
 399          * This call comes in very early, before mem_map is setup.
 400          * It is called only for swapper_pg_dir, which already has
 401          * data on it.
 402          */
 403         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2);
 404         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2, 0, 0, 0);
 405 }
 406
 407 static void vmi_allocate_pd_clone(u32 pfn, u32 clonepfn, u32 start, u32 count)
 408 {
 409         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE);
 410         vmi_check_page_type(clonepfn, VMI_PAGE_L2);
 411         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE, clonepfn, start, count);
 412 }
 413
 414 static void vmi_release_pt(u32 pfn)
 415 {
 416         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L1);
 417         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
 418 }
 419
 420 static void vmi_release_pd(u32 pfn)
 421 {
 422         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L2);
 423         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
 424 }
 425
 426 /*
 427  * Helper macros for MMU update flags.  We can defer updates until a flush
 428  * or page invalidation only if the update is to the current address space
 429  * (otherwise, there is no flush).  We must check against init_mm, since
 430  * this could be a kernel update, which usually passes init_mm, although
 431  * sometimes this check can be skipped if we know the particular function
 432  * is only called on user mode PTEs.  We could change the kernel to pass
 433  * current->active_mm here, but in particular, I was unsure if changing
 434  * mm/highmem.c to do this would still be correct on other architectures.
 435  */
 436 #define is_current_as(mm, mustbeuser) ((mm) == current->active_mm ||    \
 437                                        (!mustbeuser && (mm) == &init_mm))
 438 #define vmi_flags_addr(mm, addr, level, user)                           \
 439         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 440                 (VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 441 #define vmi_flags_addr_defer(mm, addr, level, user)                     \
 442         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 443                 (VMI_PAGE_DEFER | VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 444
 445 static void vmi_update_pte(struct mm_struct *mm, u32 addr, pte_t *ptep)
 446 {
 447         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 448         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 449 }
 450
 451 static void vmi_update_pte_defer(struct mm_struct *mm, u32 addr, pte_t *ptep)
 452 {
 453         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 454         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 455 }
 456
 457 static void vmi_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 458 {
 459         /* XXX because of set_pmd_pte, this can be called on PT or PD layers */
 460         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE | VMI_PAGE_PD);
 461         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, VMI_PAGE_PT);
 462 }
 463
 464 static void vmi_set_pte_at(struct mm_struct *mm, u32 addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 465 {
 466         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 467         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 468 }
 469
 470 static void vmi_set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmdval)
 471 {
 472 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 473         const pte_t pte = { pmdval.pmd, pmdval.pmd >> 32 };
 474         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
 475 #else
 476         const pte_t pte = { pmdval.pud.pgd.pgd };
 477         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
 478 #endif
 479         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmdp, VMI_PAGE_PD);
 480 }
 481
 482 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 483
 484 static void vmi_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 485 {
 486         /*
 487          * XXX This is called from set_pmd_pte, but at both PT
 488          * and PD layers so the VMI_PAGE_PT flag is wrong.  But
 489          * it is only called for large page mapping changes,
 490          * the Xen backend, doesn't support large pages, and the
 491          * ESX backend doesn't depend on the flag.
 492          */
 493         set_64bit((unsigned long long *)ptep,pte_val(pteval));
 494         vmi_ops.update_pte(ptep, VMI_PAGE_PT);
 495 }
 496
 497 static void vmi_set_pte_present(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 498 {
 499         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 500         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 1));
 501 }
 502
 503 static void vmi_set_pud(pud_t *pudp, pud_t pudval)
 504 {
 505         /* Um, eww */
 506         const pte_t pte = { pudval.pgd.pgd, pudval.pgd.pgd >> 32 };
 507         vmi_check_page_type(__pa(pudp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
 508         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pudp, VMI_PAGE_PDP);
 509 }
 510
 511 static void vmi_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 512 {
 513         const pte_t pte = { 0 };
 514         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 515         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 516 }
 517
 518 void vmi_pmd_clear(pmd_t *pmd)
 519 {
 520         const pte_t pte = { 0 };
 521         vmi_check_page_type(__pa(pmd) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
 522         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmd, VMI_PAGE_PD);
 523 }
 524 #endif
 525
 526 #ifdef CONFIG_SMP
 527 extern void setup_pda(void);
 528
 529 static void __devinit
 530 vmi_startup_ipi_hook(int phys_apicid, unsigned long start_eip,
 531                      unsigned long start_esp)
 532 {
 533         struct vmi_ap_state ap;
 534
 535         /* Default everything to zero.  This is fine for most GPRs. */
 536         memset(&ap, 0, sizeof(struct vmi_ap_state));
 537
 538         ap.gdtr_limit = GDT_SIZE - 1;
 539         ap.gdtr_base = (unsigned long) get_cpu_gdt_table(phys_apicid);
 540
 541         ap.idtr_limit = IDT_ENTRIES * 8 - 1;
 542         ap.idtr_base = (unsigned long) idt_table;
 543
 544         ap.ldtr = 0;
 545
 546         ap.cs = __KERNEL_CS;
 547         ap.eip = (unsigned long) start_eip;
 548         ap.ss = __KERNEL_DS;
 549         ap.esp = (unsigned long) start_esp;
 550
 551         ap.ds = __USER_DS;
 552         ap.es = __USER_DS;
 553         ap.fs = __KERNEL_PDA;
 554         ap.gs = 0;
 555
 556         ap.eflags = 0;
 557
 558         setup_pda();
 559
 560 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 561         /* efer should match BSP efer. */
 562         if (cpu_has_nx) {
 563                 unsigned l, h;
 564                 rdmsr(MSR_EFER, l, h);
 565                 ap.efer = (unsigned long long) h << 32 | l;
 566         }
 567 #endif
 568
 569         ap.cr3 = __pa(swapper_pg_dir);
 570         /* Protected mode, paging, AM, WP, NE, MP. */
 571         ap.cr0 = 0x80050023;
 572         ap.cr4 = mmu_cr4_features;
 573         vmi_ops.set_initial_ap_state((u32)&ap, phys_apicid);
 574 }
 575 #endif
 576
 577 static inline int __init check_vmi_rom(struct vrom_header *rom)
 578 {
 579         struct pci_header *pci;
 580         struct pnp_header *pnp;
 581         const char *manufacturer = "UNKNOWN";
 582         const char *product = "UNKNOWN";
 583         const char *license = "unspecified";
 584
 585         if (rom->rom_signature != 0xaa55)
 586                 return 0;
 587         if (rom->vrom_signature != VMI_SIGNATURE)
 588                 return 0;
 589         if (rom->api_version_maj != VMI_API_REV_MAJOR ||
 590             rom->api_version_min+1 < VMI_API_REV_MINOR+1) {
 591                 printk(KERN_WARNING "VMI: Found mismatched rom version %d.%d\n",
 592                                 rom->api_version_maj,
 593                                 rom->api_version_min);
 594                 return 0;
 595         }
 596
 597         /*
 598          * Relying on the VMI_SIGNATURE field is not 100% safe, so check
 599          * the PCI header and device type to make sure this is really a
 600          * VMI device.
 601          */
 602         if (!rom->pci_header_offs) {
 603                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM does not contain PCI header.\n");
 604                 return 0;
 605         }
 606
 607         pci = (struct pci_header *)((char *)rom+rom->pci_header_offs);
 608         if (pci->vendorID != PCI_VENDOR_ID_VMWARE ||
 609             pci->deviceID != PCI_DEVICE_ID_VMWARE_VMI) {
 610                 /* Allow it to run... anyways, but warn */
 611                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM from unknown manufacturer\n");
 612         }
 613
 614         if (rom->pnp_header_offs) {
 615                 pnp = (struct pnp_header *)((char *)rom+rom->pnp_header_offs);
 616                 if (pnp->manufacturer_offset)
 617                         manufacturer = (const char *)rom+pnp->manufacturer_offset;
 618                 if (pnp->product_offset)
 619                         product = (const char *)rom+pnp->product_offset;
 620         }
 621
 622         if (rom->license_offs)
 623                 license = (char *)rom+rom->license_offs;
 624
 625         printk(KERN_INFO "VMI: Found %s %s, API version %d.%d, ROM version %d.%d\n",
 626                 manufacturer, product,
 627                 rom->api_version_maj, rom->api_version_min,
 628                 pci->rom_version_maj, pci->rom_version_min);
 629
 630         /* Don't allow BSD/MIT here for now because we don't want to end up
 631            with any binary only shim layers */
 632         if (strcmp(license, "GPL") && strcmp(license, "GPL v2")) {
 633                 printk(KERN_WARNING "VMI: Non GPL license `%s' found for ROM. Not used.\n",
 634                         license);
 635                 return 0;
 636         }
 637
 638         return 1;
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Probe for the VMI option ROM
 643  */
 644 static inline int __init probe_vmi_rom(void)
 645 {
 646         unsigned long base;
 647
 648         /* VMI ROM is in option ROM area, check signature */
 649         for (base = 0xC0000; base < 0xE0000; base += 2048) {
 650                 struct vrom_header *romstart;
 651                 romstart = (struct vrom_header *)isa_bus_to_virt(base);
 652                 if (check_vmi_rom(romstart)) {
 653                         vmi_rom = romstart;
 654                         return 1;
 655                 }
 656         }
 657         return 0;
 658 }
 659
 660 /*
 661  * VMI setup common to all processors
 662  */
 663 void vmi_bringup(void)
 664 {
 665         /* We must establish the lowmem mapping for MMU ops to work */
 666         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
 667                 vmi_ops.set_linear_mapping(0, __PAGE_OFFSET, max_low_pfn, 0);
 668 }
 669
 670 /*
 671  * Return a pointer to a VMI function or NULL if unimplemented
 672  */
 673 static void *vmi_get_function(int vmicall)
 674 {
 675         u64 reloc;
 676         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 677         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, vmicall);
 678         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);
 679         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)
 680                 return (void *)rel->eip;
 681         else
 682                 return NULL;
 683 }
 684
 685 /*
 686  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 687  * For unimplemented operations, fall back to default, unless nop
 688  * is returned by the ROM.
 689  */
 690 #define para_fill(opname, vmicall)                              \
 691 do {                                                            \
 692         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 693                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 694         if (rel->type != VMI_RELOCATION_NONE) {                 \
 695                 BUG_ON(rel->type != VMI_RELOCATION_CALL_REL);   \
 696                 paravirt_ops.opname = (void *)rel->eip;         \
 697         } else if (rel->type == VMI_RELOCATION_NOP)             \
 698                 paravirt_ops.opname = (void *)vmi_nop;          \
 699 } while (0)
 700
 701 /*
 702  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 703  * For cached operations which do not match the VMI ROM ABI and must
 704  * go through a tranlation stub.  Ignore NOPs, since it is not clear
 705  * a NOP * VMI function corresponds to a NOP paravirt-op when the
 706  * functions are not in 1-1 correspondence.
 707  */
 708 #define para_wrap(opname, wrapper, cache, vmicall)              \
 709 do {                                                            \
 710         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 711                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 712         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);           \
 713         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL) {             \
 714                 paravirt_ops.opname = wrapper;                  \
 715                 vmi_ops.cache = (void *)rel->eip;               \
 716         }                                                       \
 717 } while (0)
 718
 719
 720 /*
 721  * Activate the VMI interface and switch into paravirtualized mode
 722  */
 723 static inline int __init activate_vmi(void)
 724 {
 725         short kernel_cs;
 726         u64 reloc;
 727         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 728
 729         if (call_vrom_func(vmi_rom, vmi_init) != 0) {
 730                 printk(KERN_ERR "VMI ROM failed to initialize!");
 731                 return 0;
 732         }
 733         savesegment(cs, kernel_cs);
 734
 735         paravirt_ops.paravirt_enabled = 1;
 736         paravirt_ops.kernel_rpl = kernel_cs & SEGMENT_RPL_MASK;
 737
 738         paravirt_ops.patch = vmi_patch;
 739         paravirt_ops.name = "vmi";
 740
 741         /*
 742          * Many of these operations are ABI compatible with VMI.
 743          * This means we can fill in the paravirt-ops with direct
 744          * pointers into the VMI ROM.  If the calling convention for
 745          * these operations changes, this code needs to be updated.
 746          *
 747          * Exceptions
 748          *  CPUID paravirt-op uses pointers, not the native ISA
 749          *  halt has no VMI equivalent; all VMI halts are "safe"
 750          *  no MSR support yet - just trap and emulate.  VMI uses the
 751          *    same ABI as the native ISA, but Linux wants exceptions
 752          *    from bogus MSR read / write handled
 753          *  rdpmc is not yet used in Linux
 754          */
 755
 756         /* CPUID is special, so very special it gets wrapped like a present */
 757         para_wrap(cpuid, vmi_cpuid, cpuid, CPUID);
 758
 759         para_fill(clts, CLTS);
 760         para_fill(get_debugreg, GetDR);
 761         para_fill(set_debugreg, SetDR);
 762         para_fill(read_cr0, GetCR0);
 763         para_fill(read_cr2, GetCR2);
 764         para_fill(read_cr3, GetCR3);
 765         para_fill(read_cr4, GetCR4);
 766         para_fill(write_cr0, SetCR0);
 767         para_fill(write_cr2, SetCR2);
 768         para_fill(write_cr3, SetCR3);
 769         para_fill(write_cr4, SetCR4);
 770         para_fill(save_fl, GetInterruptMask);
 771         para_fill(restore_fl, SetInterruptMask);
 772         para_fill(irq_disable, DisableInterrupts);
 773         para_fill(irq_enable, EnableInterrupts);
 774
 775         /* irq_save_disable !!! sheer pain */
 776         patch_offset(&irq_save_disable_callout[IRQ_PATCH_INT_MASK],
 777                      (char *)paravirt_ops.save_fl);
 778         patch_offset(&irq_save_disable_callout[IRQ_PATCH_DISABLE],
 779                      (char *)paravirt_ops.irq_disable);
 780
 781         para_fill(wbinvd, WBINVD);
 782         para_fill(read_tsc, RDTSC);
 783
 784         /* The following we emulate with trap and emulate for now */
 785         /* paravirt_ops.read_msr = vmi_rdmsr */
 786         /* paravirt_ops.write_msr = vmi_wrmsr */
 787         /* paravirt_ops.rdpmc = vmi_rdpmc */
 788
 789         /* TR interface doesn't pass TR value, wrap */
 790         para_wrap(load_tr_desc, vmi_set_tr, set_tr, SetTR);
 791
 792         /* LDT is special, too */
 793         para_wrap(set_ldt, vmi_set_ldt, _set_ldt, SetLDT);
 794
 795         para_fill(load_gdt, SetGDT);
 796         para_fill(load_idt, SetIDT);
 797         para_fill(store_gdt, GetGDT);
 798         para_fill(store_idt, GetIDT);
 799         para_fill(store_tr, GetTR);
 800         paravirt_ops.load_tls = vmi_load_tls;
 801         para_fill(write_ldt_entry, WriteLDTEntry);
 802         para_fill(write_gdt_entry, WriteGDTEntry);
 803         para_fill(write_idt_entry, WriteIDTEntry);
 804         para_wrap(load_esp0, vmi_load_esp0, set_kernel_stack, UpdateKernelStack);
 805         para_fill(set_iopl_mask, SetIOPLMask);
 806         para_fill(io_delay, IODelay);
 807         para_fill(set_lazy_mode, SetLazyMode);
 808
 809         /* user and kernel flush are just handled with different flags to FlushTLB */
 810         para_wrap(flush_tlb_user, vmi_flush_tlb_user, flush_tlb, FlushTLB);
 811         para_wrap(flush_tlb_kernel, vmi_flush_tlb_kernel, flush_tlb, FlushTLB);
 812         para_fill(flush_tlb_single, InvalPage);
 813
 814         /*
 815          * Until a standard flag format can be agreed on, we need to
 816          * implement these as wrappers in Linux.  Get the VMI ROM
 817          * function pointers for the two backend calls.
 818          */
 819 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 820         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxELong);
 821         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxELong);
 822 #else
 823         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxE);
 824         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxE);
 825 #endif
 826
 827         if (vmi_ops.set_pte) {
 828                 paravirt_ops.set_pte = vmi_set_pte;
 829                 paravirt_ops.set_pte_at = vmi_set_pte_at;
 830                 paravirt_ops.set_pmd = vmi_set_pmd;
 831 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 832                 paravirt_ops.set_pte_atomic = vmi_set_pte_atomic;
 833                 paravirt_ops.set_pte_present = vmi_set_pte_present;
 834                 paravirt_ops.set_pud = vmi_set_pud;
 835                 paravirt_ops.pte_clear = vmi_pte_clear;
 836                 paravirt_ops.pmd_clear = vmi_pmd_clear;
 837 #endif
 838         }
 839
 840         if (vmi_ops.update_pte) {
 841                 paravirt_ops.pte_update = vmi_update_pte;
 842                 paravirt_ops.pte_update_defer = vmi_update_pte_defer;
 843         }
 844
 845         vmi_ops.allocate_page = vmi_get_function(VMI_CALL_AllocatePage);
 846         if (vmi_ops.allocate_page) {
 847                 paravirt_ops.alloc_pt = vmi_allocate_pt;
 848                 paravirt_ops.alloc_pd = vmi_allocate_pd;
 849                 paravirt_ops.alloc_pd_clone = vmi_allocate_pd_clone;
 850         }
 851
 852         vmi_ops.release_page = vmi_get_function(VMI_CALL_ReleasePage);
 853         if (vmi_ops.release_page) {
 854                 paravirt_ops.release_pt = vmi_release_pt;
 855                 paravirt_ops.release_pd = vmi_release_pd;
 856         }
 857         para_wrap(map_pt_hook, vmi_map_pt_hook, set_linear_mapping,
 858                   SetLinearMapping);
 859
 860         /*
 861          * These MUST always be patched.  Don't support indirect jumps
 862          * through these operations, as the VMI interface may use either
 863          * a jump or a call to get to these operations, depending on
 864          * the backend.  They are performance critical anyway, so requiring
 865          * a patch is not a big problem.
 866          */
 867         paravirt_ops.irq_enable_sysexit = (void *)0xfeedbab0;
 868         paravirt_ops.iret = (void *)0xbadbab0;
 869
 870 #ifdef CONFIG_SMP
 871         para_wrap(startup_ipi_hook, vmi_startup_ipi_hook, set_initial_ap_state, SetInitialAPState);
 872 #endif
 873
 874 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 875         para_fill(apic_read, APICRead);
 876         para_fill(apic_write, APICWrite);
 877         para_fill(apic_write_atomic, APICWrite);
 878 #endif
 879
 880         /*
 881          * Check for VMI timer functionality by probing for a cycle frequency method
 882          */
 883         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, VMI_CALL_GetCycleFrequency);
 884         if (!disable_vmi_timer && rel->type != VMI_RELOCATION_NONE) {
 885                 vmi_timer_ops.get_cycle_frequency = (void *)rel->eip;
 886                 vmi_timer_ops.get_cycle_counter =
 887                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetCycleCounter);
 888                 vmi_timer_ops.get_wallclock =
 889                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetWallclockTime);
 890                 vmi_timer_ops.wallclock_updated =
 891                         vmi_get_function(VMI_CALL_WallclockUpdated);
 892                 vmi_timer_ops.set_alarm = vmi_get_function(VMI_CALL_SetAlarm);
 893                 vmi_timer_ops.cancel_alarm =
 894                          vmi_get_function(VMI_CALL_CancelAlarm);
 895                 paravirt_ops.time_init = vmi_time_init;
 896                 paravirt_ops.get_wallclock = vmi_get_wallclock;
 897                 paravirt_ops.set_wallclock = vmi_set_wallclock;
 898 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 899                 paravirt_ops.setup_boot_clock = vmi_timer_setup_boot_alarm;
 900                 paravirt_ops.setup_secondary_clock = vmi_timer_setup_secondary_alarm;
 901 #endif
 902                 paravirt_ops.get_scheduled_cycles = vmi_get_sched_cycles;
 903                 paravirt_ops.get_cpu_khz = vmi_cpu_khz;
 904
 905                 /* We have true wallclock functions; disable CMOS clock sync */
 906                 no_sync_cmos_clock = 1;
 907         } else {
 908                 disable_noidle = 1;
 909                 disable_vmi_timer = 1;
 910         }
 911
 912         /* No idle HZ mode only works if VMI timer and no idle is enabled */
 913         if (disable_noidle || disable_vmi_timer)
 914                 para_fill(safe_halt, Halt);
 915         else
 916                 para_wrap(safe_halt, vmi_safe_halt, halt, Halt);
 917
 918         /*
 919          * Alternative instruction rewriting doesn't happen soon enough
 920          * to convert VMI_IRET to a call instead of a jump; so we have
 921          * to do this before IRQs get reenabled.  Fortunately, it is
 922          * idempotent.
 923          */
 924         apply_paravirt(__start_parainstructions, __stop_parainstructions);
 925
 926         vmi_bringup();
 927
 928         return 1;
 929 }
 930
 931 #undef para_fill
 932
 933 void __init vmi_init(void)
 934 {
 935         unsigned long flags;
 936
 937         if (!vmi_rom)
 938                 probe_vmi_rom();
 939         else
 940                 check_vmi_rom(vmi_rom);
 941
 942         /* In case probing for or validating the ROM failed, basil */
 943         if (!vmi_rom)
 944                 return;
 945
 946         reserve_top_address(-vmi_rom->virtual_top);
 947
 948         local_irq_save(flags);
 949         activate_vmi();
 950
 951 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 952         /* This is virtual hardware; timer routing is wired correctly */
 953         no_timer_check = 1;
 954 #endif
 955         local_irq_restore(flags & X86_EFLAGS_IF);
 956 }
 957
 958 static int __init parse_vmi(char *arg)
 959 {
 960         if (!arg)
 961                 return -EINVAL;
 962
 963         if (!strcmp(arg, "disable_pge")) {
 964                 clear_bit(X86_FEATURE_PGE, boot_cpu_data.x86_capability);
 965                 disable_pge = 1;
 966         } else if (!strcmp(arg, "disable_pse")) {
 967                 clear_bit(X86_FEATURE_PSE, boot_cpu_data.x86_capability);
 968                 disable_pse = 1;
 969         } else if (!strcmp(arg, "disable_sep")) {
 970                 clear_bit(X86_FEATURE_SEP, boot_cpu_data.x86_capability);
 971                 disable_sep = 1;
 972         } else if (!strcmp(arg, "disable_tsc")) {
 973                 clear_bit(X86_FEATURE_TSC, boot_cpu_data.x86_capability);
 974                 disable_tsc = 1;
 975         } else if (!strcmp(arg, "disable_mtrr")) {
 976                 clear_bit(X86_FEATURE_MTRR, boot_cpu_data.x86_capability);
 977                 disable_mtrr = 1;
 978         } else if (!strcmp(arg, "disable_timer")) {
 979                 disable_vmi_timer = 1;
 980                 disable_noidle = 1;
 981         } else if (!strcmp(arg, "disable_noidle"))
 982                 disable_noidle = 1;
 983         return 0;
 984 }
 985
 986 early_param("vmi", parse_vmi);