arch/x86/xen/enlighten.c

   1 /*
   2  * Core of Xen paravirt_ops implementation.
   3  *
   4  * This file contains the xen_paravirt_ops structure itself, and the
   5  * implementations for:
   6  * - privileged instructions
   7  * - interrupt flags
   8  * - segment operations
   9  * - booting and setup
  10  *
  11  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
  12  */
  13
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17 #include <linux/preempt.h>
  18 #include <linux/hardirq.h>
  19 #include <linux/percpu.h>
  20 #include <linux/delay.h>
  21 #include <linux/start_kernel.h>
  22 #include <linux/sched.h>
  23 #include <linux/kprobes.h>
  24 #include <linux/bootmem.h>
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/page-flags.h>
  28 #include <linux/highmem.h>
  29 #include <linux/console.h>
  30 #include <linux/pci.h>
  31
  32 #include <xen/xen.h>
  33 #include <xen/interface/xen.h>
  34 #include <xen/interface/version.h>
  35 #include <xen/interface/physdev.h>
  36 #include <xen/interface/vcpu.h>
  37 #include <xen/features.h>
  38 #include <xen/page.h>
  39 #include <xen/hvc-console.h>
  40
  41 #include <asm/paravirt.h>
  42 #include <asm/apic.h>
  43 #include <asm/page.h>
  44 #include <asm/xen/hypercall.h>
  45 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  46 #include <asm/fixmap.h>
  47 #include <asm/processor.h>
  48 #include <asm/proto.h>
  49 #include <asm/msr-index.h>
  50 #include <asm/traps.h>
  51 #include <asm/setup.h>
  52 #include <asm/desc.h>
  53 #include <asm/pgtable.h>
  54 #include <asm/tlbflush.h>
  55 #include <asm/reboot.h>
  56 #include <asm/stackprotector.h>
  57
  58 #include "xen-ops.h"
  59 #include "mmu.h"
  60 #include "multicalls.h"
  61
  62 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
  63
  64 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
  65 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
  66
  67 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
  68 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
  69
  70 struct start_info *xen_start_info;
  71 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
  72
  73 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
  74
  75 void *xen_initial_gdt;
  76
  77 /*
  78  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
  79  * page as soon as fixmap is up and running.
  80  */
  81 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = (void *)&xen_dummy_shared_info;
  82
  83 /*
  84  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
  85  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
  86  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
  87  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
  88  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
  89  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
  90  *
  91  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
  92  * but we can only optimise if the all are.
  93  *
  94  * 0: not available, 1: available
  95  */
  96 static int have_vcpu_info_placement = 1;
  97
  98 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
  99 {
 100         struct vcpu_register_vcpu_info info;
 101         int err;
 102         struct vcpu_info *vcpup;
 103
 104         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
 105         per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
 106
 107         if (!have_vcpu_info_placement)
 108                 return;         /* already tested, not available */
 109
 110         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
 111
 112         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
 113         info.offset = offset_in_page(vcpup);
 114
 115         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
 116                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
 117
 118         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
 119            structure where we want it, which allows direct access via
 120            a percpu-variable. */
 121         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
 122
 123         if (err) {
 124                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
 125                 have_vcpu_info_placement = 0;
 126         } else {
 127                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
 128                    later ones fail to. */
 129                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
 130
 131                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
 132                        cpu, vcpup);
 133         }
 134 }
 135
 136 /*
 137  * On restore, set the vcpu placement up again.
 138  * If it fails, then we're in a bad state, since
 139  * we can't back out from using it...
 140  */
 141 void xen_vcpu_restore(void)
 142 {
 143         int cpu;
 144
 145         for_each_online_cpu(cpu) {
 146                 bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
 147
 148                 if (other_cpu &&
 149                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
 150                         BUG();
 151
 152                 xen_setup_runstate_info(cpu);
 153
 154                 if (have_vcpu_info_placement)
 155                         xen_vcpu_setup(cpu);
 156
 157                 if (other_cpu &&
 158                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
 159                         BUG();
 160         }
 161 }
 162
 163 static void __init xen_banner(void)
 164 {
 165         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
 166         struct xen_extraversion extra;
 167         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
 168
 169         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
 170                pv_info.name);
 171         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
 172                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
 173                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
 174 }
 175
 176 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
 177 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
 178
 179 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 180                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 181 {
 182         unsigned maskebx = ~0;
 183         unsigned maskecx = ~0;
 184         unsigned maskedx = ~0;
 185
 186         /*
 187          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
 188          * unsupported kernel subsystems as possible.
 189          */
 190         switch (*ax) {
 191         case 1:
 192                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
 193                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
 194                 break;
 195
 196         case 0xb:
 197                 /* Suppress extended topology stuff */
 198                 maskebx = 0;
 199                 break;
 200         }
 201
 202         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
 203                 : "=a" (*ax),
 204                   "=b" (*bx),
 205                   "=c" (*cx),
 206                   "=d" (*dx)
 207                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
 208
 209         *bx &= maskebx;
 210         *cx &= maskecx;
 211         *dx &= maskedx;
 212 }
 213
 214 static __init void xen_init_cpuid_mask(void)
 215 {
 216         unsigned int ax, bx, cx, dx;
 217
 218         cpuid_leaf1_edx_mask =
 219                 ~((1 << X86_FEATURE_MCE)  |  /* disable MCE */
 220                   (1 << X86_FEATURE_MCA)  |  /* disable MCA */
 221                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
 222
 223         if (!xen_initial_domain())
 224                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
 225                         ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable local APIC */
 226                           (1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
 227
 228         ax = 1;
 229         cx = 0;
 230         xen_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
 231
 232         /* cpuid claims we support xsave; try enabling it to see what happens */
 233         if (cx & (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32))) {
 234                 unsigned long cr4;
 235
 236                 set_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
 237
 238                 cr4 = read_cr4();
 239
 240                 if ((cr4 & X86_CR4_OSXSAVE) == 0)
 241                         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32));
 242
 243                 clear_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
 244         }
 245 }
 246
 247 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
 248 {
 249         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
 250 }
 251
 252 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
 253 {
 254         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
 255 }
 256
 257 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
 258 {
 259         xen_mc_flush();
 260         paravirt_end_context_switch(next);
 261 }
 262
 263 static unsigned long xen_store_tr(void)
 264 {
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
 270  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
 271  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
 272  * match.
 273  */
 274 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
 275 {
 276         int level;
 277         pte_t *ptep;
 278         pte_t pte;
 279         unsigned long pfn;
 280         struct page *page;
 281
 282         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
 283         BUG_ON(ptep == NULL);
 284
 285         pfn = pte_pfn(*ptep);
 286         page = pfn_to_page(pfn);
 287
 288         pte = pfn_pte(pfn, prot);
 289
 290         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
 291                 BUG();
 292
 293         if (!PageHighMem(page)) {
 294                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
 295
 296                 if (av != v)
 297                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
 298                                 BUG();
 299         } else
 300                 kmap_flush_unused();
 301 }
 302
 303 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
 304 {
 305         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
 306         int i;
 307
 308         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
 309                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
 310 }
 311
 312 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
 313 {
 314         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
 315         int i;
 316
 317         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
 318                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
 319 }
 320
 321 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 322 {
 323         struct mmuext_op *op;
 324         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 325
 326         op = mcs.args;
 327         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
 328         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
 329         op->arg2.nr_ents = entries;
 330
 331         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 332
 333         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 334 }
 335
 336 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
 337 {
 338         unsigned long va = dtr->address;
 339         unsigned int size = dtr->size + 1;
 340         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 341         unsigned long frames[pages];
 342         int f;
 343
 344         /*
 345          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 346          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
 347          */
 348
 349         BUG_ON(size > 65536);
 350         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 351
 352         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 353                 int level;
 354                 pte_t *ptep;
 355                 unsigned long pfn, mfn;
 356                 void *virt;
 357
 358                 /*
 359                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
 360                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
 361                  * page-walk to get the underlying MFN for the
 362                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
 363                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
 364                  */
 365                 ptep = lookup_address(va, &level);
 366                 BUG_ON(ptep == NULL);
 367
 368                 pfn = pte_pfn(*ptep);
 369                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 370                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
 371
 372                 frames[f] = mfn;
 373
 374                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
 375                 make_lowmem_page_readonly(virt);
 376         }
 377
 378         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
 379                 BUG();
 380 }
 381
 382 /*
 383  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
 384  */
 385 static __init void xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
 386 {
 387         unsigned long va = dtr->address;
 388         unsigned int size = dtr->size + 1;
 389         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 390         unsigned long frames[pages];
 391         int f;
 392
 393         /*
 394          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 395          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
 396          */
 397
 398         BUG_ON(size > 65536);
 399         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 400
 401         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 402                 pte_t pte;
 403                 unsigned long pfn, mfn;
 404
 405                 pfn = virt_to_pfn(va);
 406                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 407
 408                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
 409
 410                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
 411                         BUG();
 412
 413                 frames[f] = mfn;
 414         }
 415
 416         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
 417                 BUG();
 418 }
 419
 420 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
 421                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
 422 {
 423         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 424         xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
 425         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
 426
 427         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
 428 }
 429
 430 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 431 {
 432         /*
 433          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
 434          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
 435          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
 436          * can zero it out to prevent faults on exit from the
 437          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
 438          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
 439          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
 440          * save/restore %gs for normal hypercalls.
 441          *
 442          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
 443          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
 444          * must not zero %gs on x86_64
 445          *
 446          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
 447          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
 448          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
 449          */
 450         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
 451 #ifdef CONFIG_X86_32
 452                 lazy_load_gs(0);
 453 #else
 454                 loadsegment(fs, 0);
 455 #endif
 456         }
 457
 458         xen_mc_batch();
 459
 460         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
 461         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
 462         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
 463
 464         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 465 }
 466
 467 #ifdef CONFIG_X86_64
 468 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
 469 {
 470         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
 471                 BUG();
 472 }
 473 #endif
 474
 475 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
 476                                 const void *ptr)
 477 {
 478         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
 479         u64 entry = *(u64 *)ptr;
 480
 481         preempt_disable();
 482
 483         xen_mc_flush();
 484         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
 485                 BUG();
 486
 487         preempt_enable();
 488 }
 489
 490 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
 491                             struct trap_info *info)
 492 {
 493         unsigned long addr;
 494
 495         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
 496                 return 0;
 497
 498         info->vector = vector;
 499
 500         addr = gate_offset(*val);
 501 #ifdef CONFIG_X86_64
 502         /*
 503          * Look for known traps using IST, and substitute them
 504          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
 505          * about.  Xen will handle faults like double_fault and
 506          * machine_check, so we should never see them.  Warn if
 507          * there's an unexpected IST-using fault handler.
 508          */
 509         if (addr == (unsigned long)debug)
 510                 addr = (unsigned long)xen_debug;
 511         else if (addr == (unsigned long)int3)
 512                 addr = (unsigned long)xen_int3;
 513         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
 514                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
 515         else if (addr == (unsigned long)double_fault ||
 516                  addr == (unsigned long)nmi) {
 517                 /* Don't need to handle these */
 518                 return 0;
 519 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 520         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
 521                 return 0;
 522 #endif
 523         } else {
 524                 /* Some other trap using IST? */
 525                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
 526                         return 0;
 527         }
 528 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
 529         info->address = addr;
 530
 531         info->cs = gate_segment(*val);
 532         info->flags = val->dpl;
 533         /* interrupt gates clear IF */
 534         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
 535                 info->flags |= 1 << 2;
 536
 537         return 1;
 538 }
 539
 540 /* Locations of each CPU's IDT */
 541 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
 542
 543 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
 544    also update Xen. */
 545 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
 546 {
 547         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
 548         unsigned long start, end;
 549
 550         preempt_disable();
 551
 552         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
 553         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
 554
 555         xen_mc_flush();
 556
 557         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
 558
 559         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
 560                 struct trap_info info[2];
 561
 562                 info[1].address = 0;
 563
 564                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
 565                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
 566                                 BUG();
 567         }
 568
 569         preempt_enable();
 570 }
 571
 572 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
 573                                   struct trap_info *traps)
 574 {
 575         unsigned in, out, count;
 576
 577         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
 578         BUG_ON(count > 256);
 579
 580         for (in = out = 0; in < count; in++) {
 581                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
 582
 583                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
 584                         out++;
 585         }
 586         traps[out].address = 0;
 587 }
 588
 589 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
 590 {
 591         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
 592
 593         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 594 }
 595
 596 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
 597    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
 598    it avoids allocation, and saves stack space). */
 599 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
 600 {
 601         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
 602         static struct trap_info traps[257];
 603
 604         spin_lock(&lock);
 605
 606         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
 607
 608         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 609
 610         xen_mc_flush();
 611         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
 612                 BUG();
 613
 614         spin_unlock(&lock);
 615 }
 616
 617 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
 618    they're handled differently. */
 619 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 620                                 const void *desc, int type)
 621 {
 622         preempt_disable();
 623
 624         switch (type) {
 625         case DESC_LDT:
 626         case DESC_TSS:
 627                 /* ignore */
 628                 break;
 629
 630         default: {
 631                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
 632
 633                 xen_mc_flush();
 634                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 635                         BUG();
 636         }
 637
 638         }
 639
 640         preempt_enable();
 641 }
 642
 643 /*
 644  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
 645  * update an entry as simply as possible.
 646  */
 647 static __init void xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
 648                                             const void *desc, int type)
 649 {
 650         switch (type) {
 651         case DESC_LDT:
 652         case DESC_TSS:
 653                 /* ignore */
 654                 break;
 655
 656         default: {
 657                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
 658
 659                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 660                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
 661         }
 662
 663         }
 664 }
 665
 666 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 667                          struct thread_struct *thread)
 668 {
 669         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
 670         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
 671         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 672 }
 673
 674 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
 675 {
 676         struct physdev_set_iopl set_iopl;
 677
 678         /* Force the change at ring 0. */
 679         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
 680         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
 681 }
 682
 683 static void xen_io_delay(void)
 684 {
 685 }
 686
 687 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 688 static u32 xen_apic_read(u32 reg)
 689 {
 690         return 0;
 691 }
 692
 693 static void xen_apic_write(u32 reg, u32 val)
 694 {
 695         /* Warn to see if there's any stray references */
 696         WARN_ON(1);
 697 }
 698
 699 static u64 xen_apic_icr_read(void)
 700 {
 701         return 0;
 702 }
 703
 704 static void xen_apic_icr_write(u32 low, u32 id)
 705 {
 706         /* Warn to see if there's any stray references */
 707         WARN_ON(1);
 708 }
 709
 710 static void xen_apic_wait_icr_idle(void)
 711 {
 712         return;
 713 }
 714
 715 static u32 xen_safe_apic_wait_icr_idle(void)
 716 {
 717         return 0;
 718 }
 719
 720 static void set_xen_basic_apic_ops(void)
 721 {
 722         apic->read = xen_apic_read;
 723         apic->write = xen_apic_write;
 724         apic->icr_read = xen_apic_icr_read;
 725         apic->icr_write = xen_apic_icr_write;
 726         apic->wait_icr_idle = xen_apic_wait_icr_idle;
 727         apic->safe_wait_icr_idle = xen_safe_apic_wait_icr_idle;
 728 }
 729
 730 #endif
 731
 732
 733 static void xen_clts(void)
 734 {
 735         struct multicall_space mcs;
 736
 737         mcs = xen_mc_entry(0);
 738
 739         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
 740
 741         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 742 }
 743
 744 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
 745
 746 static unsigned long xen_read_cr0(void)
 747 {
 748         unsigned long cr0 = percpu_read(xen_cr0_value);
 749
 750         if (unlikely(cr0 == 0)) {
 751                 cr0 = native_read_cr0();
 752                 percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
 753         }
 754
 755         return cr0;
 756 }
 757
 758 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
 759 {
 760         struct multicall_space mcs;
 761
 762         percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
 763
 764         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
 765            ignored. */
 766         mcs = xen_mc_entry(0);
 767
 768         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
 769
 770         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 771 }
 772
 773 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
 774 {
 775         cr4 &= ~X86_CR4_PGE;
 776         cr4 &= ~X86_CR4_PSE;
 777
 778         native_write_cr4(cr4);
 779 }
 780
 781 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
 782 {
 783         int ret;
 784
 785         ret = 0;
 786
 787         switch (msr) {
 788 #ifdef CONFIG_X86_64
 789                 unsigned which;
 790                 u64 base;
 791
 792         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
 793         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
 794         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
 795
 796         set:
 797                 base = ((u64)high << 32) | low;
 798                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
 799                         ret = -EIO;
 800                 break;
 801 #endif
 802
 803         case MSR_STAR:
 804         case MSR_CSTAR:
 805         case MSR_LSTAR:
 806         case MSR_SYSCALL_MASK:
 807         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
 808         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
 809         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
 810                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
 811                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
 812                    Xen console noise. */
 813                 break;
 814
 815         default:
 816                 ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
 817         }
 818
 819         return ret;
 820 }
 821
 822 void xen_setup_shared_info(void)
 823 {
 824         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
 825                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
 826                            xen_start_info->shared_info);
 827
 828                 HYPERVISOR_shared_info =
 829                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
 830         } else
 831                 HYPERVISOR_shared_info =
 832                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
 833
 834 #ifndef CONFIG_SMP
 835         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
 836         xen_setup_vcpu_info_placement();
 837 #endif
 838
 839         xen_setup_mfn_list_list();
 840 }
 841
 842 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
 843 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
 844 {
 845         int cpu;
 846
 847         for_each_possible_cpu(cpu)
 848                 xen_vcpu_setup(cpu);
 849
 850         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
 851            percpu area for all cpus, so make use of it */
 852         if (have_vcpu_info_placement) {
 853                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
 854
 855                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
 856                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
 857                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
 858                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
 859                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
 860         }
 861 }
 862
 863 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
 864                           unsigned long addr, unsigned len)
 865 {
 866         char *start, *end, *reloc;
 867         unsigned ret;
 868
 869         start = end = reloc = NULL;
 870
 871 #define SITE(op, x)                                                     \
 872         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
 873         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
 874                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
 875                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
 876                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
 877         }                                                               \
 878         goto patch_site
 879
 880         switch (type) {
 881                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
 882                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
 883                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
 884                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
 885 #undef SITE
 886
 887         patch_site:
 888                 if (start == NULL || (end-start) > len)
 889                         goto default_patch;
 890
 891                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
 892
 893                 /* Note: because reloc is assigned from something that
 894                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
 895                    but doesn't know its relationship with start and
 896                    end. */
 897                 if (reloc > start && reloc < end) {
 898                         int reloc_off = reloc - start;
 899                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
 900                         long delta = start - (char *)addr;
 901
 902                         *relocp += delta;
 903                 }
 904                 break;
 905
 906         default_patch:
 907         default:
 908                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
 909                                              addr, len);
 910                 break;
 911         }
 912
 913         return ret;
 914 }
 915
 916 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
 917         .paravirt_enabled = 1,
 918         .shared_kernel_pmd = 0,
 919
 920         .name = "Xen",
 921 };
 922
 923 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
 924         .patch = xen_patch,
 925 };
 926
 927 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
 928         .sched_clock = xen_sched_clock,
 929 };
 930
 931 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
 932         .cpuid = xen_cpuid,
 933
 934         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
 935         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
 936
 937         .clts = xen_clts,
 938
 939         .read_cr0 = xen_read_cr0,
 940         .write_cr0 = xen_write_cr0,
 941
 942         .read_cr4 = native_read_cr4,
 943         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
 944         .write_cr4 = xen_write_cr4,
 945
 946         .wbinvd = native_wbinvd,
 947
 948         .read_msr = native_read_msr_safe,
 949         .write_msr = xen_write_msr_safe,
 950         .read_tsc = native_read_tsc,
 951         .read_pmc = native_read_pmc,
 952
 953         .iret = xen_iret,
 954         .irq_enable_sysexit = xen_sysexit,
 955 #ifdef CONFIG_X86_64
 956         .usergs_sysret32 = xen_sysret32,
 957         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
 958 #endif
 959
 960         .load_tr_desc = paravirt_nop,
 961         .set_ldt = xen_set_ldt,
 962         .load_gdt = xen_load_gdt,
 963         .load_idt = xen_load_idt,
 964         .load_tls = xen_load_tls,
 965 #ifdef CONFIG_X86_64
 966         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
 967 #endif
 968
 969         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
 970         .free_ldt = xen_free_ldt,
 971
 972         .store_gdt = native_store_gdt,
 973         .store_idt = native_store_idt,
 974         .store_tr = xen_store_tr,
 975
 976         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
 977         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
 978         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
 979         .load_sp0 = xen_load_sp0,
 980
 981         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
 982         .io_delay = xen_io_delay,
 983
 984         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
 985         .swapgs = paravirt_nop,
 986
 987         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
 988         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
 989 };
 990
 991 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
 992 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 993         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
 994 #endif
 995 };
 996
 997 static void xen_reboot(int reason)
 998 {
 999         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1000
1001 #ifdef CONFIG_SMP
1002         smp_send_stop();
1003 #endif
1004
1005         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1006                 BUG();
1007 }
1008
1009 static void xen_restart(char *msg)
1010 {
1011         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1012 }
1013
1014 static void xen_emergency_restart(void)
1015 {
1016         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1017 }
1018
1019 static void xen_machine_halt(void)
1020 {
1021         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1022 }
1023
1024 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1025 {
1026         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1027 }
1028
1029 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1030         .restart = xen_restart,
1031         .halt = xen_machine_halt,
1032         .power_off = xen_machine_halt,
1033         .shutdown = xen_machine_halt,
1034         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1035         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1036 };
1037
1038 /*
1039  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1040  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1041  * function, which is most of the kernel.
1042  */
1043 static void __init xen_setup_stackprotector(void)
1044 {
1045         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1046         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1047
1048         setup_stack_canary_segment(0);
1049         switch_to_new_gdt(0);
1050
1051         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1052         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1053 }
1054
1055 /* First C function to be called on Xen boot */
1056 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1057 {
1058         pgd_t *pgd;
1059
1060         if (!xen_start_info)
1061                 return;
1062
1063         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1064
1065         /* Install Xen paravirt ops */
1066         pv_info = xen_info;
1067         pv_init_ops = xen_init_ops;
1068         pv_time_ops = xen_time_ops;
1069         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1070         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1071
1072         x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1073         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1074         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1075
1076         x86_init.timers.timer_init = xen_time_init;
1077         x86_init.timers.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1078         x86_cpuinit.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1079
1080         x86_platform.calibrate_tsc = xen_tsc_khz;
1081         x86_platform.get_wallclock = xen_get_wallclock;
1082         x86_platform.set_wallclock = xen_set_wallclock;
1083
1084         /*
1085          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1086          */
1087
1088         xen_init_mmu_ops();
1089
1090         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1091         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1092         if (!xen_initial_domain())
1093                 __supported_pte_mask &= ~(_PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
1094
1095         __supported_pte_mask |= _PAGE_IOMAP;
1096
1097         /* Work out if we support NX */
1098         x86_configure_nx();
1099
1100         xen_setup_features();
1101
1102         /* Get mfn list */
1103         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1104                 xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1105
1106         /*
1107          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1108          * -fstack-protector code can be executed.
1109          */
1110         xen_setup_stackprotector();
1111
1112         xen_init_irq_ops();
1113         xen_init_cpuid_mask();
1114
1115 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1116         /*
1117          * set up the basic apic ops.
1118          */
1119         set_xen_basic_apic_ops();
1120 #endif
1121
1122         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1123                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1124                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1125         }
1126
1127         machine_ops = xen_machine_ops;
1128
1129         /*
1130          * The only reliable way to retain the initial address of the
1131          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1132          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1133          */
1134         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1135
1136         xen_smp_init();
1137
1138         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1139
1140         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1141            possible map and a non-dummy shared_info. */
1142         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1143
1144         local_irq_disable();
1145         early_boot_irqs_off();
1146
1147         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1148         pgd = xen_setup_kernel_pagetable(pgd, xen_start_info->nr_pages);
1149
1150         init_mm.pgd = pgd;
1151
1152         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1153
1154         pv_info.kernel_rpl = 1;
1155         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1156                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1157
1158         /* set the limit of our address space */
1159         xen_reserve_top();
1160
1161 #ifdef CONFIG_X86_32
1162         /* set up basic CPUID stuff */
1163         cpu_detect(&new_cpu_data);
1164         new_cpu_data.hard_math = 1;
1165         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1166         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1167 #endif
1168
1169         /* Poke various useful things into boot_params */
1170         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1171         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1172                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1173         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1174         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1175
1176         if (!xen_initial_domain()) {
1177                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1178                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1179                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1180         } else {
1181                 /* Make sure ACS will be enabled */
1182                 pci_request_acs();
1183         }
1184
1185
1186         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1187
1188         xen_setup_runstate_info(0);
1189
1190         /* Start the world */
1191 #ifdef CONFIG_X86_32
1192         i386_start_kernel();
1193 #else
1194         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1195 #endif
1196 }