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 #include <linux/gfp.h>
  32
  33 #include <xen/xen.h>
  34 #include <xen/interface/xen.h>
  35 #include <xen/interface/version.h>
  36 #include <xen/interface/physdev.h>
  37 #include <xen/interface/vcpu.h>
  38 #include <xen/features.h>
  39 #include <xen/page.h>
  40 #include <xen/hvc-console.h>
  41
  42 #include <asm/paravirt.h>
  43 #include <asm/apic.h>
  44 #include <asm/page.h>
  45 #include <asm/xen/hypercall.h>
  46 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  47 #include <asm/fixmap.h>
  48 #include <asm/processor.h>
  49 #include <asm/proto.h>
  50 #include <asm/msr-index.h>
  51 #include <asm/traps.h>
  52 #include <asm/setup.h>
  53 #include <asm/desc.h>
  54 #include <asm/pgalloc.h>
  55 #include <asm/pgtable.h>
  56 #include <asm/tlbflush.h>
  57 #include <asm/reboot.h>
  58 #include <asm/stackprotector.h>
  59
  60 #include "xen-ops.h"
  61 #include "mmu.h"
  62 #include "multicalls.h"
  63
  64 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
  65
  66 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
  67 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
  68
  69 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
  70 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
  71
  72 struct start_info *xen_start_info;
  73 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
  74
  75 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
  76
  77 void *xen_initial_gdt;
  78
  79 /*
  80  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
  81  * page as soon as fixmap is up and running.
  82  */
  83 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = (void *)&xen_dummy_shared_info;
  84
  85 /*
  86  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
  87  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
  88  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
  89  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
  90  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
  91  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
  92  *
  93  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
  94  * but we can only optimise if the all are.
  95  *
  96  * 0: not available, 1: available
  97  */
  98 static int have_vcpu_info_placement = 1;
  99
 100 static void clamp_max_cpus(void)
 101 {
 102 #ifdef CONFIG_SMP
 103         if (setup_max_cpus > MAX_VIRT_CPUS)
 104                 setup_max_cpus = MAX_VIRT_CPUS;
 105 #endif
 106 }
 107
 108 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
 109 {
 110         struct vcpu_register_vcpu_info info;
 111         int err;
 112         struct vcpu_info *vcpup;
 113
 114         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
 115
 116         if (cpu < MAX_VIRT_CPUS)
 117                 per_cpu(xen_vcpu,cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
 118
 119         if (!have_vcpu_info_placement) {
 120                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
 121                         clamp_max_cpus();
 122                 return;
 123         }
 124
 125         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
 126         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
 127         info.offset = offset_in_page(vcpup);
 128
 129         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
 130                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
 131
 132         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
 133            structure where we want it, which allows direct access via
 134            a percpu-variable. */
 135         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
 136
 137         if (err) {
 138                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
 139                 have_vcpu_info_placement = 0;
 140                 clamp_max_cpus();
 141         } else {
 142                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
 143                    later ones fail to. */
 144                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
 145
 146                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
 147                        cpu, vcpup);
 148         }
 149 }
 150
 151 /*
 152  * On restore, set the vcpu placement up again.
 153  * If it fails, then we're in a bad state, since
 154  * we can't back out from using it...
 155  */
 156 void xen_vcpu_restore(void)
 157 {
 158         int cpu;
 159
 160         for_each_online_cpu(cpu) {
 161                 bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
 162
 163                 if (other_cpu &&
 164                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
 165                         BUG();
 166
 167                 xen_setup_runstate_info(cpu);
 168
 169                 if (have_vcpu_info_placement)
 170                         xen_vcpu_setup(cpu);
 171
 172                 if (other_cpu &&
 173                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
 174                         BUG();
 175         }
 176 }
 177
 178 static void __init xen_banner(void)
 179 {
 180         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
 181         struct xen_extraversion extra;
 182         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
 183
 184         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
 185                pv_info.name);
 186         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
 187                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
 188                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
 189 }
 190
 191 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
 192 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
 193
 194 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 195                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 196 {
 197         unsigned maskebx = ~0;
 198         unsigned maskecx = ~0;
 199         unsigned maskedx = ~0;
 200
 201         /*
 202          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
 203          * unsupported kernel subsystems as possible.
 204          */
 205         switch (*ax) {
 206         case 1:
 207                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
 208                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
 209                 break;
 210
 211         case 0xb:
 212                 /* Suppress extended topology stuff */
 213                 maskebx = 0;
 214                 break;
 215         }
 216
 217         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
 218                 : "=a" (*ax),
 219                   "=b" (*bx),
 220                   "=c" (*cx),
 221                   "=d" (*dx)
 222                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
 223
 224         *bx &= maskebx;
 225         *cx &= maskecx;
 226         *dx &= maskedx;
 227 }
 228
 229 static __init void xen_init_cpuid_mask(void)
 230 {
 231         unsigned int ax, bx, cx, dx;
 232
 233         cpuid_leaf1_edx_mask =
 234                 ~((1 << X86_FEATURE_MCE)  |  /* disable MCE */
 235                   (1 << X86_FEATURE_MCA)  |  /* disable MCA */
 236                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
 237
 238         if (!xen_initial_domain())
 239                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
 240                         ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable local APIC */
 241                           (1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
 242
 243         ax = 1;
 244         cx = 0;
 245         xen_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
 246
 247         /* cpuid claims we support xsave; try enabling it to see what happens */
 248         if (cx & (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32))) {
 249                 unsigned long cr4;
 250
 251                 set_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
 252
 253                 cr4 = read_cr4();
 254
 255                 if ((cr4 & X86_CR4_OSXSAVE) == 0)
 256                         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32));
 257
 258                 clear_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
 259         }
 260 }
 261
 262 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
 263 {
 264         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
 265 }
 266
 267 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
 268 {
 269         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
 270 }
 271
 272 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
 273 {
 274         xen_mc_flush();
 275         paravirt_end_context_switch(next);
 276 }
 277
 278 static unsigned long xen_store_tr(void)
 279 {
 280         return 0;
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
 285  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
 286  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
 287  * match.
 288  */
 289 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
 290 {
 291         int level;
 292         pte_t *ptep;
 293         pte_t pte;
 294         unsigned long pfn;
 295         struct page *page;
 296
 297         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
 298         BUG_ON(ptep == NULL);
 299
 300         pfn = pte_pfn(*ptep);
 301         page = pfn_to_page(pfn);
 302
 303         pte = pfn_pte(pfn, prot);
 304
 305         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
 306                 BUG();
 307
 308         if (!PageHighMem(page)) {
 309                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
 310
 311                 if (av != v)
 312                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
 313                                 BUG();
 314         } else
 315                 kmap_flush_unused();
 316 }
 317
 318 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
 319 {
 320         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
 321         int i;
 322
 323         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
 324                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
 325 }
 326
 327 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
 328 {
 329         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
 330         int i;
 331
 332         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
 333                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
 334 }
 335
 336 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 337 {
 338         struct mmuext_op *op;
 339         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 340
 341         op = mcs.args;
 342         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
 343         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
 344         op->arg2.nr_ents = entries;
 345
 346         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 347
 348         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 349 }
 350
 351 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
 352 {
 353         unsigned long va = dtr->address;
 354         unsigned int size = dtr->size + 1;
 355         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 356         unsigned long frames[pages];
 357         int f;
 358
 359         /*
 360          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 361          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
 362          */
 363
 364         BUG_ON(size > 65536);
 365         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 366
 367         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 368                 int level;
 369                 pte_t *ptep;
 370                 unsigned long pfn, mfn;
 371                 void *virt;
 372
 373                 /*
 374                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
 375                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
 376                  * page-walk to get the underlying MFN for the
 377                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
 378                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
 379                  */
 380                 ptep = lookup_address(va, &level);
 381                 BUG_ON(ptep == NULL);
 382
 383                 pfn = pte_pfn(*ptep);
 384                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 385                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
 386
 387                 frames[f] = mfn;
 388
 389                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
 390                 make_lowmem_page_readonly(virt);
 391         }
 392
 393         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
 394                 BUG();
 395 }
 396
 397 /*
 398  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
 399  */
 400 static __init void xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
 401 {
 402         unsigned long va = dtr->address;
 403         unsigned int size = dtr->size + 1;
 404         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 405         unsigned long frames[pages];
 406         int f;
 407
 408         /*
 409          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 410          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
 411          */
 412
 413         BUG_ON(size > 65536);
 414         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 415
 416         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 417                 pte_t pte;
 418                 unsigned long pfn, mfn;
 419
 420                 pfn = virt_to_pfn(va);
 421                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 422
 423                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
 424
 425                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
 426                         BUG();
 427
 428                 frames[f] = mfn;
 429         }
 430
 431         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
 432                 BUG();
 433 }
 434
 435 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
 436                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
 437 {
 438         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 439         xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
 440         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
 441
 442         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
 443 }
 444
 445 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 446 {
 447         /*
 448          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
 449          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
 450          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
 451          * can zero it out to prevent faults on exit from the
 452          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
 453          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
 454          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
 455          * save/restore %gs for normal hypercalls.
 456          *
 457          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
 458          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
 459          * must not zero %gs on x86_64
 460          *
 461          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
 462          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
 463          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
 464          */
 465         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
 466 #ifdef CONFIG_X86_32
 467                 lazy_load_gs(0);
 468 #else
 469                 loadsegment(fs, 0);
 470 #endif
 471         }
 472
 473         xen_mc_batch();
 474
 475         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
 476         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
 477         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
 478
 479         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 480 }
 481
 482 #ifdef CONFIG_X86_64
 483 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
 484 {
 485         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
 486                 BUG();
 487 }
 488 #endif
 489
 490 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
 491                                 const void *ptr)
 492 {
 493         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
 494         u64 entry = *(u64 *)ptr;
 495
 496         preempt_disable();
 497
 498         xen_mc_flush();
 499         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
 500                 BUG();
 501
 502         preempt_enable();
 503 }
 504
 505 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
 506                             struct trap_info *info)
 507 {
 508         unsigned long addr;
 509
 510         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
 511                 return 0;
 512
 513         info->vector = vector;
 514
 515         addr = gate_offset(*val);
 516 #ifdef CONFIG_X86_64
 517         /*
 518          * Look for known traps using IST, and substitute them
 519          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
 520          * about.  Xen will handle faults like double_fault and
 521          * machine_check, so we should never see them.  Warn if
 522          * there's an unexpected IST-using fault handler.
 523          */
 524         if (addr == (unsigned long)debug)
 525                 addr = (unsigned long)xen_debug;
 526         else if (addr == (unsigned long)int3)
 527                 addr = (unsigned long)xen_int3;
 528         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
 529                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
 530         else if (addr == (unsigned long)double_fault ||
 531                  addr == (unsigned long)nmi) {
 532                 /* Don't need to handle these */
 533                 return 0;
 534 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 535         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
 536                 return 0;
 537 #endif
 538         } else {
 539                 /* Some other trap using IST? */
 540                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
 541                         return 0;
 542         }
 543 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
 544         info->address = addr;
 545
 546         info->cs = gate_segment(*val);
 547         info->flags = val->dpl;
 548         /* interrupt gates clear IF */
 549         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
 550                 info->flags |= 1 << 2;
 551
 552         return 1;
 553 }
 554
 555 /* Locations of each CPU's IDT */
 556 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
 557
 558 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
 559    also update Xen. */
 560 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
 561 {
 562         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
 563         unsigned long start, end;
 564
 565         preempt_disable();
 566
 567         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
 568         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
 569
 570         xen_mc_flush();
 571
 572         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
 573
 574         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
 575                 struct trap_info info[2];
 576
 577                 info[1].address = 0;
 578
 579                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
 580                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
 581                                 BUG();
 582         }
 583
 584         preempt_enable();
 585 }
 586
 587 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
 588                                   struct trap_info *traps)
 589 {
 590         unsigned in, out, count;
 591
 592         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
 593         BUG_ON(count > 256);
 594
 595         for (in = out = 0; in < count; in++) {
 596                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
 597
 598                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
 599                         out++;
 600         }
 601         traps[out].address = 0;
 602 }
 603
 604 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
 605 {
 606         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
 607
 608         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 609 }
 610
 611 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
 612    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
 613    it avoids allocation, and saves stack space). */
 614 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
 615 {
 616         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
 617         static struct trap_info traps[257];
 618
 619         spin_lock(&lock);
 620
 621         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
 622
 623         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 624
 625         xen_mc_flush();
 626         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
 627                 BUG();
 628
 629         spin_unlock(&lock);
 630 }
 631
 632 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
 633    they're handled differently. */
 634 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 635                                 const void *desc, int type)
 636 {
 637         preempt_disable();
 638
 639         switch (type) {
 640         case DESC_LDT:
 641         case DESC_TSS:
 642                 /* ignore */
 643                 break;
 644
 645         default: {
 646                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
 647
 648                 xen_mc_flush();
 649                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 650                         BUG();
 651         }
 652
 653         }
 654
 655         preempt_enable();
 656 }
 657
 658 /*
 659  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
 660  * update an entry as simply as possible.
 661  */
 662 static __init void xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
 663                                             const void *desc, int type)
 664 {
 665         switch (type) {
 666         case DESC_LDT:
 667         case DESC_TSS:
 668                 /* ignore */
 669                 break;
 670
 671         default: {
 672                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
 673
 674                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 675                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
 676         }
 677
 678         }
 679 }
 680
 681 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 682                          struct thread_struct *thread)
 683 {
 684         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
 685         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
 686         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 687 }
 688
 689 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
 690 {
 691         struct physdev_set_iopl set_iopl;
 692
 693         /* Force the change at ring 0. */
 694         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
 695         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
 696 }
 697
 698 static void xen_io_delay(void)
 699 {
 700 }
 701
 702 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 703 static u32 xen_apic_read(u32 reg)
 704 {
 705         return 0;
 706 }
 707
 708 static void xen_apic_write(u32 reg, u32 val)
 709 {
 710         /* Warn to see if there's any stray references */
 711         WARN_ON(1);
 712 }
 713
 714 static u64 xen_apic_icr_read(void)
 715 {
 716         return 0;
 717 }
 718
 719 static void xen_apic_icr_write(u32 low, u32 id)
 720 {
 721         /* Warn to see if there's any stray references */
 722         WARN_ON(1);
 723 }
 724
 725 static void xen_apic_wait_icr_idle(void)
 726 {
 727         return;
 728 }
 729
 730 static u32 xen_safe_apic_wait_icr_idle(void)
 731 {
 732         return 0;
 733 }
 734
 735 static void set_xen_basic_apic_ops(void)
 736 {
 737         apic->read = xen_apic_read;
 738         apic->write = xen_apic_write;
 739         apic->icr_read = xen_apic_icr_read;
 740         apic->icr_write = xen_apic_icr_write;
 741         apic->wait_icr_idle = xen_apic_wait_icr_idle;
 742         apic->safe_wait_icr_idle = xen_safe_apic_wait_icr_idle;
 743 }
 744
 745 #endif
 746
 747 static void xen_clts(void)
 748 {
 749         struct multicall_space mcs;
 750
 751         mcs = xen_mc_entry(0);
 752
 753         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
 754
 755         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 756 }
 757
 758 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
 759
 760 static unsigned long xen_read_cr0(void)
 761 {
 762         unsigned long cr0 = percpu_read(xen_cr0_value);
 763
 764         if (unlikely(cr0 == 0)) {
 765                 cr0 = native_read_cr0();
 766                 percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
 767         }
 768
 769         return cr0;
 770 }
 771
 772 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
 773 {
 774         struct multicall_space mcs;
 775
 776         percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
 777
 778         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
 779            ignored. */
 780         mcs = xen_mc_entry(0);
 781
 782         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
 783
 784         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 785 }
 786
 787 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
 788 {
 789         cr4 &= ~X86_CR4_PGE;
 790         cr4 &= ~X86_CR4_PSE;
 791
 792         native_write_cr4(cr4);
 793 }
 794
 795 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
 796 {
 797         int ret;
 798
 799         ret = 0;
 800
 801         switch (msr) {
 802 #ifdef CONFIG_X86_64
 803                 unsigned which;
 804                 u64 base;
 805
 806         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
 807         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
 808         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
 809
 810         set:
 811                 base = ((u64)high << 32) | low;
 812                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
 813                         ret = -EIO;
 814                 break;
 815 #endif
 816
 817         case MSR_STAR:
 818         case MSR_CSTAR:
 819         case MSR_LSTAR:
 820         case MSR_SYSCALL_MASK:
 821         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
 822         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
 823         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
 824                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
 825                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
 826                    Xen console noise. */
 827                 break;
 828
 829         default:
 830                 ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
 831         }
 832
 833         return ret;
 834 }
 835
 836 void xen_setup_shared_info(void)
 837 {
 838         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
 839                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
 840                            xen_start_info->shared_info);
 841
 842                 HYPERVISOR_shared_info =
 843                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
 844         } else
 845                 HYPERVISOR_shared_info =
 846                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
 847
 848 #ifndef CONFIG_SMP
 849         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
 850         xen_setup_vcpu_info_placement();
 851 #endif
 852
 853         xen_setup_mfn_list_list();
 854 }
 855
 856 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
 857 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
 858 {
 859         int cpu;
 860
 861         for_each_possible_cpu(cpu)
 862                 xen_vcpu_setup(cpu);
 863
 864         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
 865            percpu area for all cpus, so make use of it */
 866         if (have_vcpu_info_placement) {
 867                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
 868
 869                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
 870                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
 871                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
 872                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
 873                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
 874         }
 875 }
 876
 877 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
 878                           unsigned long addr, unsigned len)
 879 {
 880         char *start, *end, *reloc;
 881         unsigned ret;
 882
 883         start = end = reloc = NULL;
 884
 885 #define SITE(op, x)                                                     \
 886         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
 887         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
 888                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
 889                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
 890                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
 891         }                                                               \
 892         goto patch_site
 893
 894         switch (type) {
 895                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
 896                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
 897                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
 898                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
 899 #undef SITE
 900
 901         patch_site:
 902                 if (start == NULL || (end-start) > len)
 903                         goto default_patch;
 904
 905                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
 906
 907                 /* Note: because reloc is assigned from something that
 908                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
 909                    but doesn't know its relationship with start and
 910                    end. */
 911                 if (reloc > start && reloc < end) {
 912                         int reloc_off = reloc - start;
 913                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
 914                         long delta = start - (char *)addr;
 915
 916                         *relocp += delta;
 917                 }
 918                 break;
 919
 920         default_patch:
 921         default:
 922                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
 923                                              addr, len);
 924                 break;
 925         }
 926
 927         return ret;
 928 }
 929
 930 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
 931         .paravirt_enabled = 1,
 932         .shared_kernel_pmd = 0,
 933
 934         .name = "Xen",
 935 };
 936
 937 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
 938         .patch = xen_patch,
 939 };
 940
 941 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
 942         .sched_clock = xen_clocksource_read,
 943 };
 944
 945 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
 946         .cpuid = xen_cpuid,
 947
 948         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
 949         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
 950
 951         .clts = xen_clts,
 952
 953         .read_cr0 = xen_read_cr0,
 954         .write_cr0 = xen_write_cr0,
 955
 956         .read_cr4 = native_read_cr4,
 957         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
 958         .write_cr4 = xen_write_cr4,
 959
 960         .wbinvd = native_wbinvd,
 961
 962         .read_msr = native_read_msr_safe,
 963         .write_msr = xen_write_msr_safe,
 964         .read_tsc = native_read_tsc,
 965         .read_pmc = native_read_pmc,
 966
 967         .iret = xen_iret,
 968         .irq_enable_sysexit = xen_sysexit,
 969 #ifdef CONFIG_X86_64
 970         .usergs_sysret32 = xen_sysret32,
 971         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
 972 #endif
 973
 974         .load_tr_desc = paravirt_nop,
 975         .set_ldt = xen_set_ldt,
 976         .load_gdt = xen_load_gdt,
 977         .load_idt = xen_load_idt,
 978         .load_tls = xen_load_tls,
 979 #ifdef CONFIG_X86_64
 980         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
 981 #endif
 982
 983         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
 984         .free_ldt = xen_free_ldt,
 985
 986         .store_gdt = native_store_gdt,
 987         .store_idt = native_store_idt,
 988         .store_tr = xen_store_tr,
 989
 990         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
 991         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
 992         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
 993         .load_sp0 = xen_load_sp0,
 994
 995         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
 996         .io_delay = xen_io_delay,
 997
 998         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
 999         .swapgs = paravirt_nop,
1000
1001         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
1002         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
1003 };
1004
1005 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
1006 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1007         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1008 #endif
1009 };
1010
1011 static void xen_reboot(int reason)
1012 {
1013         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1014
1015 #ifdef CONFIG_SMP
1016         smp_send_stop();
1017 #endif
1018
1019         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1020                 BUG();
1021 }
1022
1023 static void xen_restart(char *msg)
1024 {
1025         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1026 }
1027
1028 static void xen_emergency_restart(void)
1029 {
1030         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1031 }
1032
1033 static void xen_machine_halt(void)
1034 {
1035         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1036 }
1037
1038 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1039 {
1040         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1041 }
1042
1043 static int
1044 xen_panic_event(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr)
1045 {
1046         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1047         return NOTIFY_DONE;
1048 }
1049
1050 static struct notifier_block xen_panic_block = {
1051         .notifier_call= xen_panic_event,
1052 };
1053
1054 int xen_panic_handler_init(void)
1055 {
1056         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &xen_panic_block);
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1061         .restart = xen_restart,
1062         .halt = xen_machine_halt,
1063         .power_off = xen_machine_halt,
1064         .shutdown = xen_machine_halt,
1065         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1066         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1067 };
1068
1069 /*
1070  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1071  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1072  * function, which is most of the kernel.
1073  */
1074 static void __init xen_setup_stackprotector(void)
1075 {
1076         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1077         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1078
1079         setup_stack_canary_segment(0);
1080         switch_to_new_gdt(0);
1081
1082         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1083         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1084 }
1085
1086 /* First C function to be called on Xen boot */
1087 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1088 {
1089         pgd_t *pgd;
1090
1091         if (!xen_start_info)
1092                 return;
1093
1094         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1095
1096         /* Install Xen paravirt ops */
1097         pv_info = xen_info;
1098         pv_init_ops = xen_init_ops;
1099         pv_time_ops = xen_time_ops;
1100         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1101         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1102
1103         x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1104         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1105         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1106
1107         x86_init.timers.timer_init = xen_time_init;
1108         x86_init.timers.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1109         x86_cpuinit.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1110
1111         x86_platform.calibrate_tsc = xen_tsc_khz;
1112         x86_platform.get_wallclock = xen_get_wallclock;
1113         x86_platform.set_wallclock = xen_set_wallclock;
1114
1115         /*
1116          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1117          */
1118
1119         xen_init_mmu_ops();
1120
1121         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1122         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1123         if (!xen_initial_domain())
1124                 __supported_pte_mask &= ~(_PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
1125
1126         __supported_pte_mask |= _PAGE_IOMAP;
1127
1128         /*
1129          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even
1130          * if CONFIG_HIGHPTE is enabled.
1131          */
1132         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
1133
1134         /* Work out if we support NX */
1135         x86_configure_nx();
1136
1137         xen_setup_features();
1138
1139         /* Get mfn list */
1140         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1141                 xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1142
1143         /*
1144          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1145          * -fstack-protector code can be executed.
1146          */
1147         xen_setup_stackprotector();
1148
1149         xen_init_irq_ops();
1150         xen_init_cpuid_mask();
1151
1152 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1153         /*
1154          * set up the basic apic ops.
1155          */
1156         set_xen_basic_apic_ops();
1157 #endif
1158
1159         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1160                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1161                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1162         }
1163
1164         machine_ops = xen_machine_ops;
1165
1166         /*
1167          * The only reliable way to retain the initial address of the
1168          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1169          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1170          */
1171         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1172
1173         xen_smp_init();
1174
1175         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1176
1177         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1178            possible map and a non-dummy shared_info. */
1179         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1180
1181         local_irq_disable();
1182         early_boot_irqs_off();
1183
1184         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1185         pgd = xen_setup_kernel_pagetable(pgd, xen_start_info->nr_pages);
1186
1187         init_mm.pgd = pgd;
1188
1189         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1190
1191 #ifdef CONFIG_X86_32
1192         pv_info.kernel_rpl = 1;
1193         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1194                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1195 #else
1196         pv_info.kernel_rpl = 0;
1197 #endif
1198
1199         /* set the limit of our address space */
1200         xen_reserve_top();
1201
1202 #ifdef CONFIG_X86_32
1203         /* set up basic CPUID stuff */
1204         cpu_detect(&new_cpu_data);
1205         new_cpu_data.hard_math = 1;
1206         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1207         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1208 #endif
1209
1210         /* Poke various useful things into boot_params */
1211         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1212         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1213                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1214         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1215         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1216
1217         if (!xen_initial_domain()) {
1218                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1219                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1220                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1221         } else {
1222                 /* Make sure ACS will be enabled */
1223                 pci_request_acs();
1224         }
1225
1226
1227         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1228
1229         xen_setup_runstate_info(0);
1230
1231         /* Start the world */
1232 #ifdef CONFIG_X86_32
1233         i386_start_kernel();
1234 #else
1235         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1236 #endif
1237 }