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/bootmem.h>
  24 #include <linux/module.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/page-flags.h>
  27 #include <linux/highmem.h>
  28 #include <linux/console.h>
  29
  30 #include <xen/interface/xen.h>
  31 #include <xen/interface/physdev.h>
  32 #include <xen/interface/vcpu.h>
  33 #include <xen/interface/sched.h>
  34 #include <xen/features.h>
  35 #include <xen/page.h>
  36
  37 #include <asm/paravirt.h>
  38 #include <asm/page.h>
  39 #include <asm/xen/hypercall.h>
  40 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  41 #include <asm/fixmap.h>
  42 #include <asm/processor.h>
  43 #include <asm/setup.h>
  44 #include <asm/desc.h>
  45 #include <asm/pgtable.h>
  46 #include <asm/tlbflush.h>
  47 #include <asm/reboot.h>
  48
  49 #include "xen-ops.h"
  50 #include "mmu.h"
  51 #include "multicalls.h"
  52
  53 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
  54
  55 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
  56 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
  57
  58 /*
  59  * Note about cr3 (pagetable base) values:
  60  *
  61  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
  62  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
  63  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
  64  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
  65  * be self-consistent.
  66  *
  67  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
  68  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
  69  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
  70  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
  71  */
  72 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
  73 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
  74
  75 struct start_info *xen_start_info;
  76 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
  77
  78 static /* __initdata */ struct shared_info dummy_shared_info;
  79
  80 /*
  81  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
  82  * page as soon as fixmap is up and running.
  83  */
  84 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = (void *)&dummy_shared_info;
  85
  86 /*
  87  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
  88  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
  89  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
  90  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
  91  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
  92  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
  93  *
  94  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
  95  * but we can only optimise if the all are.
  96  *
  97  * 0: not available, 1: available
  98  */
  99 static int have_vcpu_info_placement = 1;
 100
 101 static void __init xen_vcpu_setup(int cpu)
 102 {
 103         struct vcpu_register_vcpu_info info;
 104         int err;
 105         struct vcpu_info *vcpup;
 106
 107         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &dummy_shared_info);
 108         per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
 109
 110         if (!have_vcpu_info_placement)
 111                 return;         /* already tested, not available */
 112
 113         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
 114
 115         info.mfn = virt_to_mfn(vcpup);
 116         info.offset = offset_in_page(vcpup);
 117
 118         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
 119                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
 120
 121         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
 122            structure where we want it, which allows direct access via
 123            a percpu-variable. */
 124         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
 125
 126         if (err) {
 127                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
 128                 have_vcpu_info_placement = 0;
 129         } else {
 130                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
 131                    later ones fail to. */
 132                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
 133
 134                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
 135                        cpu, vcpup);
 136         }
 137 }
 138
 139 static void __init xen_banner(void)
 140 {
 141         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
 142                pv_info.name);
 143         printk(KERN_INFO "Hypervisor signature: %s\n", xen_start_info->magic);
 144 }
 145
 146 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 147                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 148 {
 149         unsigned maskedx = ~0;
 150
 151         /*
 152          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
 153          * unsupported kernel subsystems as possible.
 154          */
 155         if (*ax == 1)
 156                 maskedx = ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable APIC */
 157                             (1 << X86_FEATURE_ACPI) |  /* disable ACPI */
 158                             (1 << X86_FEATURE_MCE)  |  /* disable MCE */
 159                             (1 << X86_FEATURE_MCA)  |  /* disable MCA */
 160                             (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
 161
 162         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
 163                 : "=a" (*ax),
 164                   "=b" (*bx),
 165                   "=c" (*cx),
 166                   "=d" (*dx)
 167                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
 168         *dx &= maskedx;
 169 }
 170
 171 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
 172 {
 173         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
 174 }
 175
 176 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
 177 {
 178         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
 179 }
 180
 181 static unsigned long xen_save_fl(void)
 182 {
 183         struct vcpu_info *vcpu;
 184         unsigned long flags;
 185
 186         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
 187
 188         /* flag has opposite sense of mask */
 189         flags = !vcpu->evtchn_upcall_mask;
 190
 191         /* convert to IF type flag
 192            -0 -> 0x00000000
 193            -1 -> 0xffffffff
 194         */
 195         return (-flags) & X86_EFLAGS_IF;
 196 }
 197
 198 static void xen_restore_fl(unsigned long flags)
 199 {
 200         struct vcpu_info *vcpu;
 201
 202         /* convert from IF type flag */
 203         flags = !(flags & X86_EFLAGS_IF);
 204
 205         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
 206            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
 207            pointer and updating the mask. */
 208         preempt_disable();
 209         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
 210         vcpu->evtchn_upcall_mask = flags;
 211         preempt_enable_no_resched();
 212
 213         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
 214            pending event will get dealt with anyway. */
 215
 216         if (flags == 0) {
 217                 preempt_check_resched();
 218                 barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
 219                 if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
 220                         force_evtchn_callback();
 221         }
 222 }
 223
 224 static void xen_irq_disable(void)
 225 {
 226         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
 227            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
 228            pointer and updating the mask. */
 229         preempt_disable();
 230         x86_read_percpu(xen_vcpu)->evtchn_upcall_mask = 1;
 231         preempt_enable_no_resched();
 232 }
 233
 234 static void xen_irq_enable(void)
 235 {
 236         struct vcpu_info *vcpu;
 237
 238         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
 239            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
 240            pointer and updating the mask. */
 241         preempt_disable();
 242         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
 243         vcpu->evtchn_upcall_mask = 0;
 244         preempt_enable_no_resched();
 245
 246         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
 247            pending event will get dealt with anyway. */
 248
 249         barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
 250         if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
 251                 force_evtchn_callback();
 252 }
 253
 254 static void xen_safe_halt(void)
 255 {
 256         /* Blocking includes an implicit local_irq_enable(). */
 257         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_block, 0) != 0)
 258                 BUG();
 259 }
 260
 261 static void xen_halt(void)
 262 {
 263         if (irqs_disabled())
 264                 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, smp_processor_id(), NULL);
 265         else
 266                 xen_safe_halt();
 267 }
 268
 269 static void xen_leave_lazy(void)
 270 {
 271         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
 272         xen_mc_flush();
 273 }
 274
 275 static unsigned long xen_store_tr(void)
 276 {
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 281 {
 282         struct mmuext_op *op;
 283         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 284
 285         op = mcs.args;
 286         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
 287         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
 288         op->arg2.nr_ents = entries;
 289
 290         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 291
 292         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 293 }
 294
 295 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
 296 {
 297         unsigned long *frames;
 298         unsigned long va = dtr->address;
 299         unsigned int size = dtr->size + 1;
 300         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 301         int f;
 302         struct multicall_space mcs;
 303
 304         /* A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 305            8-byte entries, or 16 4k pages.. */
 306
 307         BUG_ON(size > 65536);
 308         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 309
 310         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*frames) * pages);
 311         frames = mcs.args;
 312
 313         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 314                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
 315                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
 316         }
 317
 318         MULTI_set_gdt(mcs.mc, frames, size / sizeof(struct desc_struct));
 319
 320         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 321 }
 322
 323 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
 324                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
 325 {
 326         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 327         xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
 328         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
 329
 330         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
 331 }
 332
 333 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 334 {
 335         xen_mc_batch();
 336
 337         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
 338         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
 339         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
 340
 341         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 342
 343         /*
 344          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone,
 345          * it means we're in a context switch, and %gs has just been
 346          * saved.  This means we can zero it out to prevent faults on
 347          * exit from the hypervisor if the next process has no %gs.
 348          * Either way, it has been saved, and the new value will get
 349          * loaded properly.  This will go away as soon as Xen has been
 350          * modified to not save/restore %gs for normal hypercalls.
 351          */
 352         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU)
 353                 loadsegment(gs, 0);
 354 }
 355
 356 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
 357                                 const void *ptr)
 358 {
 359         unsigned long lp = (unsigned long)&dt[entrynum];
 360         xmaddr_t mach_lp = virt_to_machine(lp);
 361         u64 entry = *(u64 *)ptr;
 362
 363         preempt_disable();
 364
 365         xen_mc_flush();
 366         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
 367                 BUG();
 368
 369         preempt_enable();
 370 }
 371
 372 static int cvt_gate_to_trap(int vector, u32 low, u32 high,
 373                             struct trap_info *info)
 374 {
 375         u8 type, dpl;
 376
 377         type = (high >> 8) & 0x1f;
 378         dpl = (high >> 13) & 3;
 379
 380         if (type != 0xf && type != 0xe)
 381                 return 0;
 382
 383         info->vector = vector;
 384         info->address = (high & 0xffff0000) | (low & 0x0000ffff);
 385         info->cs = low >> 16;
 386         info->flags = dpl;
 387         /* interrupt gates clear IF */
 388         if (type == 0xe)
 389                 info->flags |= 4;
 390
 391         return 1;
 392 }
 393
 394 /* Locations of each CPU's IDT */
 395 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
 396
 397 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
 398    also update Xen. */
 399 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
 400 {
 401         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
 402         unsigned long start, end;
 403
 404         preempt_disable();
 405
 406         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
 407         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
 408
 409         xen_mc_flush();
 410
 411         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
 412
 413         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
 414                 struct trap_info info[2];
 415                 u32 *desc = (u32 *)g;
 416
 417                 info[1].address = 0;
 418
 419                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, desc[0], desc[1], &info[0]))
 420                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
 421                                 BUG();
 422         }
 423
 424         preempt_enable();
 425 }
 426
 427 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
 428                                   struct trap_info *traps)
 429 {
 430         unsigned in, out, count;
 431
 432         count = (desc->size+1) / 8;
 433         BUG_ON(count > 256);
 434
 435         for (in = out = 0; in < count; in++) {
 436                 const u32 *entry = (u32 *)(desc->address + in * 8);
 437
 438                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry[0], entry[1], &traps[out]))
 439                         out++;
 440         }
 441         traps[out].address = 0;
 442 }
 443
 444 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
 445 {
 446         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
 447
 448         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 449 }
 450
 451 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
 452    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
 453    it avoids allocation, and saves stack space). */
 454 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
 455 {
 456         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
 457         static struct trap_info traps[257];
 458
 459         spin_lock(&lock);
 460
 461         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
 462
 463         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 464
 465         xen_mc_flush();
 466         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
 467                 BUG();
 468
 469         spin_unlock(&lock);
 470 }
 471
 472 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
 473    they're handled differently. */
 474 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 475                                 const void *desc, int type)
 476 {
 477         preempt_disable();
 478
 479         switch (type) {
 480         case DESC_LDT:
 481         case DESC_TSS:
 482                 /* ignore */
 483                 break;
 484
 485         default: {
 486                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
 487
 488                 xen_mc_flush();
 489                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 490                         BUG();
 491         }
 492
 493         }
 494
 495         preempt_enable();
 496 }
 497
 498 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 499                           struct thread_struct *thread)
 500 {
 501         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
 502         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
 503         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 504 }
 505
 506 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
 507 {
 508         struct physdev_set_iopl set_iopl;
 509
 510         /* Force the change at ring 0. */
 511         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
 512         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
 513 }
 514
 515 static void xen_io_delay(void)
 516 {
 517 }
 518
 519 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 520 static u32 xen_apic_read(unsigned long reg)
 521 {
 522         return 0;
 523 }
 524
 525 static void xen_apic_write(unsigned long reg, u32 val)
 526 {
 527         /* Warn to see if there's any stray references */
 528         WARN_ON(1);
 529 }
 530 #endif
 531
 532 static void xen_flush_tlb(void)
 533 {
 534         struct mmuext_op *op;
 535         struct multicall_space mcs;
 536
 537         preempt_disable();
 538
 539         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 540
 541         op = mcs.args;
 542         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
 543         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 544
 545         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 546
 547         preempt_enable();
 548 }
 549
 550 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
 551 {
 552         struct mmuext_op *op;
 553         struct multicall_space mcs;
 554
 555         preempt_disable();
 556
 557         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 558         op = mcs.args;
 559         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
 560         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
 561         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 562
 563         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 564
 565         preempt_enable();
 566 }
 567
 568 static void xen_flush_tlb_others(const cpumask_t *cpus, struct mm_struct *mm,
 569                                  unsigned long va)
 570 {
 571         struct {
 572                 struct mmuext_op op;
 573                 cpumask_t mask;
 574         } *args;
 575         cpumask_t cpumask = *cpus;
 576         struct multicall_space mcs;
 577
 578         /*
 579          * A couple of (to be removed) sanity checks:
 580          *
 581          * - current CPU must not be in mask
 582          * - mask must exist :)
 583          */
 584         BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
 585         BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
 586         BUG_ON(!mm);
 587
 588         /* If a CPU which we ran on has gone down, OK. */
 589         cpus_and(cpumask, cpumask, cpu_online_map);
 590         if (cpus_empty(cpumask))
 591                 return;
 592
 593         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
 594         args = mcs.args;
 595         args->mask = cpumask;
 596         args->op.arg2.vcpumask = &args->mask;
 597
 598         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
 599                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
 600         } else {
 601                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
 602                 args->op.arg1.linear_addr = va;
 603         }
 604
 605         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 606
 607         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 608 }
 609
 610 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
 611 {
 612         x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
 613 }
 614
 615 static unsigned long xen_read_cr2(void)
 616 {
 617         return x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2;
 618 }
 619
 620 static unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
 621 {
 622         return x86_read_percpu(xen_vcpu_info.arch.cr2);
 623 }
 624
 625 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
 626 {
 627         /* Just ignore cr4 changes; Xen doesn't allow us to do
 628            anything anyway. */
 629 }
 630
 631 static unsigned long xen_read_cr3(void)
 632 {
 633         return x86_read_percpu(xen_cr3);
 634 }
 635
 636 static void set_current_cr3(void *v)
 637 {
 638         x86_write_percpu(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
 639 }
 640
 641 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
 642 {
 643         struct mmuext_op *op;
 644         struct multicall_space mcs;
 645         unsigned long mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
 646
 647         BUG_ON(preemptible());
 648
 649         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));  /* disables interrupts */
 650
 651         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
 652            respect to ipis */
 653         x86_write_percpu(xen_cr3, cr3);
 654
 655         op = mcs.args;
 656         op->cmd = MMUEXT_NEW_BASEPTR;
 657         op->arg1.mfn = mfn;
 658
 659         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 660
 661         /* Update xen_update_cr3 once the batch has actually
 662            been submitted. */
 663         xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
 664
 665         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
 666 }
 667
 668 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
 669    everything is pinned. */
 670 static __init void xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 671 {
 672 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 673         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
 674 #endif
 675         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 676 }
 677
 678 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
 679    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
 680 static void xen_release_pte_init(u32 pfn)
 681 {
 682         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 683 }
 684
 685 static void pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
 686 {
 687         struct mmuext_op op;
 688         op.cmd = cmd;
 689         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 690         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
 691                 BUG();
 692 }
 693
 694 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
 695    attached to a pinned pagetable. */
 696 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, u32 pfn, unsigned level)
 697 {
 698         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 699
 700         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
 701                 SetPagePinned(page);
 702
 703                 if (!PageHighMem(page)) {
 704                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 705                         if (level == PT_PTE)
 706                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
 707                 } else
 708                         /* make sure there are no stray mappings of
 709                            this page */
 710                         kmap_flush_unused();
 711         }
 712 }
 713
 714 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 715 {
 716         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
 717 }
 718
 719 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 720 {
 721         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
 722 }
 723
 724 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
 725 static void xen_release_ptpage(u32 pfn, unsigned level)
 726 {
 727         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 728
 729         if (PagePinned(page)) {
 730                 if (!PageHighMem(page)) {
 731                         if (level == PT_PTE)
 732                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
 733                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 734                 }
 735                 ClearPagePinned(page);
 736         }
 737 }
 738
 739 static void xen_release_pte(u32 pfn)
 740 {
 741         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
 742 }
 743
 744 static void xen_release_pmd(u32 pfn)
 745 {
 746         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
 747 }
 748
 749 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 750 static void *xen_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
 751 {
 752         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
 753
 754         if (PagePinned(page))
 755                 prot = PAGE_KERNEL_RO;
 756
 757         if (0 && PageHighMem(page))
 758                 printk("mapping highpte %lx type %d prot %s\n",
 759                        page_to_pfn(page), type,
 760                        (unsigned long)pgprot_val(prot) & _PAGE_RW ? "WRITE" : "READ");
 761
 762         return kmap_atomic_prot(page, type, prot);
 763 }
 764 #endif
 765
 766 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 767 {
 768         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
 769         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
 770                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
 771                                pte_val_ma(pte));
 772
 773         return pte;
 774 }
 775
 776 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
 777    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
 778 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
 779 {
 780         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
 781
 782         xen_set_pte(ptep, pte);
 783 }
 784
 785 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
 786 {
 787         pgd_t *xen_pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
 788         int i;
 789
 790         /* special set_pte for pagetable initialization */
 791         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte_init;
 792
 793         init_mm.pgd = base;
 794         /*
 795          * copy top-level of Xen-supplied pagetable into place.  This
 796          * is a stand-in while we copy the pmd pages.
 797          */
 798         memcpy(base, xen_pgd, PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
 799
 800         /*
 801          * For PAE, need to allocate new pmds, rather than
 802          * share Xen's, since Xen doesn't like pmd's being
 803          * shared between address spaces.
 804          */
 805         for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++) {
 806                 if (pgd_val_ma(xen_pgd[i]) & _PAGE_PRESENT) {
 807                         pmd_t *pmd = (pmd_t *)alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 808
 809                         memcpy(pmd, (void *)pgd_page_vaddr(xen_pgd[i]),
 810                                PAGE_SIZE);
 811
 812                         make_lowmem_page_readonly(pmd);
 813
 814                         set_pgd(&base[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
 815                 } else
 816                         pgd_clear(&base[i]);
 817         }
 818
 819         /* make sure zero_page is mapped RO so we can use it in pagetables */
 820         make_lowmem_page_readonly(empty_zero_page);
 821         make_lowmem_page_readonly(base);
 822         /*
 823          * Switch to new pagetable.  This is done before
 824          * pagetable_init has done anything so that the new pages
 825          * added to the table can be prepared properly for Xen.
 826          */
 827         xen_write_cr3(__pa(base));
 828
 829         /* Unpin initial Xen pagetable */
 830         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
 831                           PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base)));
 832 }
 833
 834 static __init void setup_shared_info(void)
 835 {
 836         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
 837                 unsigned long addr = fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
 838
 839                 /*
 840                  * Create a mapping for the shared info page.
 841                  * Should be set_fixmap(), but shared_info is a machine
 842                  * address with no corresponding pseudo-phys address.
 843                  */
 844                 set_pte_mfn(addr,
 845                             PFN_DOWN(xen_start_info->shared_info),
 846                             PAGE_KERNEL);
 847
 848                 HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)addr;
 849         } else
 850                 HYPERVISOR_shared_info =
 851                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
 852
 853 #ifndef CONFIG_SMP
 854         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
 855         xen_setup_vcpu_info_placement();
 856 #endif
 857 }
 858
 859 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
 860 {
 861         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
 862            (which it hasn't) */
 863         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
 864         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
 865         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
 866         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
 867         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
 868
 869         setup_shared_info();
 870
 871         /* Actually pin the pagetable down, but we can't set PG_pinned
 872            yet because the page structures don't exist yet. */
 873         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(base)));
 874 }
 875
 876 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
 877 void __init xen_setup_vcpu_info_placement(void)
 878 {
 879         int cpu;
 880
 881         for_each_possible_cpu(cpu)
 882                 xen_vcpu_setup(cpu);
 883
 884         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
 885            percpu area for all cpus, so make use of it */
 886         if (have_vcpu_info_placement) {
 887                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
 888
 889                 pv_irq_ops.save_fl = xen_save_fl_direct;
 890                 pv_irq_ops.restore_fl = xen_restore_fl_direct;
 891                 pv_irq_ops.irq_disable = xen_irq_disable_direct;
 892                 pv_irq_ops.irq_enable = xen_irq_enable_direct;
 893                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
 894         }
 895 }
 896
 897 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
 898                           unsigned long addr, unsigned len)
 899 {
 900         char *start, *end, *reloc;
 901         unsigned ret;
 902
 903         start = end = reloc = NULL;
 904
 905 #define SITE(op, x)                                                     \
 906         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
 907         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
 908                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
 909                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
 910                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
 911         }                                                               \
 912         goto patch_site
 913
 914         switch (type) {
 915                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
 916                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
 917                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
 918                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
 919 #undef SITE
 920
 921         patch_site:
 922                 if (start == NULL || (end-start) > len)
 923                         goto default_patch;
 924
 925                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
 926
 927                 /* Note: because reloc is assigned from something that
 928                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
 929                    but doesn't know its relationship with start and
 930                    end. */
 931                 if (reloc > start && reloc < end) {
 932                         int reloc_off = reloc - start;
 933                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
 934                         long delta = start - (char *)addr;
 935
 936                         *relocp += delta;
 937                 }
 938                 break;
 939
 940         default_patch:
 941         default:
 942                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
 943                                              addr, len);
 944                 break;
 945         }
 946
 947         return ret;
 948 }
 949
 950 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
 951         .paravirt_enabled = 1,
 952         .shared_kernel_pmd = 0,
 953
 954         .name = "Xen",
 955 };
 956
 957 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
 958         .patch = xen_patch,
 959
 960         .banner = xen_banner,
 961         .memory_setup = xen_memory_setup,
 962         .arch_setup = xen_arch_setup,
 963         .post_allocator_init = xen_mark_init_mm_pinned,
 964 };
 965
 966 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
 967         .time_init = xen_time_init,
 968
 969         .set_wallclock = xen_set_wallclock,
 970         .get_wallclock = xen_get_wallclock,
 971         .get_cpu_khz = xen_cpu_khz,
 972         .sched_clock = xen_sched_clock,
 973 };
 974
 975 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
 976         .cpuid = xen_cpuid,
 977
 978         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
 979         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
 980
 981         .clts = native_clts,
 982
 983         .read_cr0 = native_read_cr0,
 984         .write_cr0 = native_write_cr0,
 985
 986         .read_cr4 = native_read_cr4,
 987         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
 988         .write_cr4 = xen_write_cr4,
 989
 990         .wbinvd = native_wbinvd,
 991
 992         .read_msr = native_read_msr_safe,
 993         .write_msr = native_write_msr_safe,
 994         .read_tsc = native_read_tsc,
 995         .read_pmc = native_read_pmc,
 996
 997         .iret = xen_iret,
 998         .irq_enable_syscall_ret = xen_sysexit,
 999
1000         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1001         .set_ldt = xen_set_ldt,
1002         .load_gdt = xen_load_gdt,
1003         .load_idt = xen_load_idt,
1004         .load_tls = xen_load_tls,
1005
1006         .store_gdt = native_store_gdt,
1007         .store_idt = native_store_idt,
1008         .store_tr = xen_store_tr,
1009
1010         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1011         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1012         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1013         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1014
1015         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1016         .io_delay = xen_io_delay,
1017
1018         .lazy_mode = {
1019                 .enter = paravirt_enter_lazy_cpu,
1020                 .leave = xen_leave_lazy,
1021         },
1022 };
1023
1024 static const struct pv_irq_ops xen_irq_ops __initdata = {
1025         .init_IRQ = xen_init_IRQ,
1026         .save_fl = xen_save_fl,
1027         .restore_fl = xen_restore_fl,
1028         .irq_disable = xen_irq_disable,
1029         .irq_enable = xen_irq_enable,
1030         .safe_halt = xen_safe_halt,
1031         .halt = xen_halt,
1032 };
1033
1034 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
1035 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1036         .apic_write = xen_apic_write,
1037         .apic_write_atomic = xen_apic_write,
1038         .apic_read = xen_apic_read,
1039         .setup_boot_clock = paravirt_nop,
1040         .setup_secondary_clock = paravirt_nop,
1041         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1042 #endif
1043 };
1044
1045 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1046         .pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start,
1047         .pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done,
1048
1049         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1050         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1051
1052         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1053         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1054
1055         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1056         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1057         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1058         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1059
1060         .pte_update = paravirt_nop,
1061         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1062
1063         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
1064         .release_pte = xen_release_pte_init,
1065         .alloc_pmd = xen_alloc_pte_init,
1066         .alloc_pmd_clone = paravirt_nop,
1067         .release_pmd = xen_release_pte_init,
1068
1069 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
1070         .kmap_atomic_pte = xen_kmap_atomic_pte,
1071 #endif
1072
1073         .set_pte = NULL,        /* see xen_pagetable_setup_* */
1074         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1075         .set_pmd = xen_set_pmd,
1076
1077         .pte_val = xen_pte_val,
1078         .pgd_val = xen_pgd_val,
1079
1080         .make_pte = xen_make_pte,
1081         .make_pgd = xen_make_pgd,
1082
1083         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
1084         .set_pte_present = xen_set_pte_at,
1085         .set_pud = xen_set_pud,
1086         .pte_clear = xen_pte_clear,
1087         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
1088
1089         .make_pmd = xen_make_pmd,
1090         .pmd_val = xen_pmd_val,
1091
1092         .activate_mm = xen_activate_mm,
1093         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
1094         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
1095
1096         .lazy_mode = {
1097                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
1098                 .leave = xen_leave_lazy,
1099         },
1100 };
1101
1102 #ifdef CONFIG_SMP
1103 static const struct smp_ops xen_smp_ops __initdata = {
1104         .smp_prepare_boot_cpu = xen_smp_prepare_boot_cpu,
1105         .smp_prepare_cpus = xen_smp_prepare_cpus,
1106         .cpu_up = xen_cpu_up,
1107         .smp_cpus_done = xen_smp_cpus_done,
1108
1109         .smp_send_stop = xen_smp_send_stop,
1110         .smp_send_reschedule = xen_smp_send_reschedule,
1111         .smp_call_function_mask = xen_smp_call_function_mask,
1112 };
1113 #endif  /* CONFIG_SMP */
1114
1115 static void xen_reboot(int reason)
1116 {
1117 #ifdef CONFIG_SMP
1118         smp_send_stop();
1119 #endif
1120
1121         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, reason))
1122                 BUG();
1123 }
1124
1125 static void xen_restart(char *msg)
1126 {
1127         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1128 }
1129
1130 static void xen_emergency_restart(void)
1131 {
1132         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1133 }
1134
1135 static void xen_machine_halt(void)
1136 {
1137         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1138 }
1139
1140 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1141 {
1142         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1143 }
1144
1145 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1146         .restart = xen_restart,
1147         .halt = xen_machine_halt,
1148         .power_off = xen_machine_halt,
1149         .shutdown = xen_machine_halt,
1150         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1151         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1152 };
1153
1154
1155 static void __init xen_reserve_top(void)
1156 {
1157         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1158         struct xen_platform_parameters pp;
1159
1160         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1161                 top = pp.virt_start;
1162
1163         reserve_top_address(-top + 2 * PAGE_SIZE);
1164 }
1165
1166 /* First C function to be called on Xen boot */
1167 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1168 {
1169         pgd_t *pgd;
1170
1171         if (!xen_start_info)
1172                 return;
1173
1174         BUG_ON(memcmp(xen_start_info->magic, "xen-3", 5) != 0);
1175
1176         /* Install Xen paravirt ops */
1177         pv_info = xen_info;
1178         pv_init_ops = xen_init_ops;
1179         pv_time_ops = xen_time_ops;
1180         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1181         pv_irq_ops = xen_irq_ops;
1182         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1183         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
1184
1185         machine_ops = xen_machine_ops;
1186
1187 #ifdef CONFIG_SMP
1188         smp_ops = xen_smp_ops;
1189 #endif
1190
1191         xen_setup_features();
1192
1193         /* Get mfn list */
1194         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1195                 phys_to_machine_mapping = (unsigned long *)xen_start_info->mfn_list;
1196
1197         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1198
1199         init_pg_tables_end = __pa(pgd) + xen_start_info->nr_pt_frames*PAGE_SIZE;
1200
1201         init_mm.pgd = pgd; /* use the Xen pagetables to start */
1202
1203         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1204
1205         x86_write_percpu(xen_cr3, __pa(pgd));
1206         x86_write_percpu(xen_current_cr3, __pa(pgd));
1207
1208         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1209            possible map and a non-dummy shared_info. */
1210         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1211
1212         pv_info.kernel_rpl = 1;
1213         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1214                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1215
1216         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1217         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1218         if (!is_initial_xendomain())
1219                 __supported_pte_mask &= ~(_PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
1220
1221         /* set the limit of our address space */
1222         xen_reserve_top();
1223
1224         /* set up basic CPUID stuff */
1225         cpu_detect(&new_cpu_data);
1226         new_cpu_data.hard_math = 1;
1227         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1228
1229         /* Poke various useful things into boot_params */
1230         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1231         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1232                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1233         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1234
1235         if (!is_initial_xendomain())
1236                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1237
1238         /* Start the world */
1239         start_kernel();
1240 }