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