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
  29 #include <xen/interface/xen.h>
  30 #include <xen/interface/physdev.h>
  31 #include <xen/interface/vcpu.h>
  32 #include <xen/interface/sched.h>
  33 #include <xen/features.h>
  34 #include <xen/page.h>
  35
  36 #include <asm/paravirt.h>
  37 #include <asm/page.h>
  38 #include <asm/xen/hypercall.h>
  39 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  40 #include <asm/fixmap.h>
  41 #include <asm/processor.h>
  42 #include <asm/setup.h>
  43 #include <asm/desc.h>
  44 #include <asm/pgtable.h>
  45 #include <asm/tlbflush.h>
  46 #include <asm/reboot.h>
  47
  48 #include "xen-ops.h"
  49 #include "mmu.h"
  50 #include "multicalls.h"
  51
  52 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
  53
  54 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
  55 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
  56
  57 /*
  58  * Note about cr3 (pagetable base) values:
  59  *
  60  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
  61  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
  62  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
  63  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
  64  * be self-consistent.
  65  *
  66  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
  67  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
  68  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
  69  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
  70  */
  71 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
  72 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
  73
  74 struct start_info *xen_start_info;
  75 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
  76
  77 static /* __initdata */ struct shared_info dummy_shared_info;
  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 *)&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 = 0;
  99
 100 static void __init xen_vcpu_setup(int cpu)
 101 {
 102         struct vcpu_register_vcpu_info info;
 103         int err;
 104         struct vcpu_info *vcpup;
 105
 106         per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
 107
 108         if (!have_vcpu_info_placement)
 109                 return;         /* already tested, not available */
 110
 111         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
 112
 113         info.mfn = virt_to_mfn(vcpup);
 114         info.offset = offset_in_page(vcpup);
 115
 116         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
 117                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
 118
 119         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
 120            structure where we want it, which allows direct access via
 121            a percpu-variable. */
 122         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
 123
 124         if (err) {
 125                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
 126                 have_vcpu_info_placement = 0;
 127         } else {
 128                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
 129                    later ones fail to. */
 130                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
 131
 132                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
 133                        cpu, vcpup);
 134         }
 135 }
 136
 137 static void __init xen_banner(void)
 138 {
 139         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
 140                pv_info.name);
 141         printk(KERN_INFO "Hypervisor signature: %s\n", xen_start_info->magic);
 142 }
 143
 144 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 145                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 146 {
 147         unsigned maskedx = ~0;
 148
 149         /*
 150          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
 151          * unsupported kernel subsystems as possible.
 152          */
 153         if (*ax == 1)
 154                 maskedx = ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable APIC */
 155                             (1 << X86_FEATURE_ACPI) |  /* disable ACPI */
 156                             (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
 157
 158         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
 159                 : "=a" (*ax),
 160                   "=b" (*bx),
 161                   "=c" (*cx),
 162                   "=d" (*dx)
 163                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
 164         *dx &= maskedx;
 165 }
 166
 167 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
 168 {
 169         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
 170 }
 171
 172 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
 173 {
 174         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
 175 }
 176
 177 static unsigned long xen_save_fl(void)
 178 {
 179         struct vcpu_info *vcpu;
 180         unsigned long flags;
 181
 182         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
 183
 184         /* flag has opposite sense of mask */
 185         flags = !vcpu->evtchn_upcall_mask;
 186
 187         /* convert to IF type flag
 188            -0 -> 0x00000000
 189            -1 -> 0xffffffff
 190         */
 191         return (-flags) & X86_EFLAGS_IF;
 192 }
 193
 194 static void xen_restore_fl(unsigned long flags)
 195 {
 196         struct vcpu_info *vcpu;
 197
 198         /* convert from IF type flag */
 199         flags = !(flags & X86_EFLAGS_IF);
 200
 201         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
 202            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
 203            pointer and updating the mask. */
 204         preempt_disable();
 205         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
 206         vcpu->evtchn_upcall_mask = flags;
 207         preempt_enable_no_resched();
 208
 209         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
 210            pending event will get dealt with anyway. */
 211
 212         if (flags == 0) {
 213                 preempt_check_resched();
 214                 barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
 215                 if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
 216                         force_evtchn_callback();
 217         }
 218 }
 219
 220 static void xen_irq_disable(void)
 221 {
 222         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
 223            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
 224            pointer and updating the mask. */
 225         preempt_disable();
 226         x86_read_percpu(xen_vcpu)->evtchn_upcall_mask = 1;
 227         preempt_enable_no_resched();
 228 }
 229
 230 static void xen_irq_enable(void)
 231 {
 232         struct vcpu_info *vcpu;
 233
 234         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
 235            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
 236            pointer and updating the mask. */
 237         preempt_disable();
 238         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
 239         vcpu->evtchn_upcall_mask = 0;
 240         preempt_enable_no_resched();
 241
 242         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
 243            pending event will get dealt with anyway. */
 244
 245         barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
 246         if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
 247                 force_evtchn_callback();
 248 }
 249
 250 static void xen_safe_halt(void)
 251 {
 252         /* Blocking includes an implicit local_irq_enable(). */
 253         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_block, 0) != 0)
 254                 BUG();
 255 }
 256
 257 static void xen_halt(void)
 258 {
 259         if (irqs_disabled())
 260                 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, smp_processor_id(), NULL);
 261         else
 262                 xen_safe_halt();
 263 }
 264
 265 static void xen_leave_lazy(void)
 266 {
 267         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
 268         xen_mc_flush();
 269 }
 270
 271 static unsigned long xen_store_tr(void)
 272 {
 273         return 0;
 274 }
 275
 276 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 277 {
 278         struct mmuext_op *op;
 279         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 280
 281         op = mcs.args;
 282         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
 283         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
 284         op->arg2.nr_ents = entries;
 285
 286         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 287
 288         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 289 }
 290
 291 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
 292 {
 293         unsigned long *frames;
 294         unsigned long va = dtr->address;
 295         unsigned int size = dtr->size + 1;
 296         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 297         int f;
 298         struct multicall_space mcs;
 299
 300         /* A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 301            8-byte entries, or 16 4k pages.. */
 302
 303         BUG_ON(size > 65536);
 304         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 305
 306         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*frames) * pages);
 307         frames = mcs.args;
 308
 309         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 310                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
 311                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
 312         }
 313
 314         MULTI_set_gdt(mcs.mc, frames, size / sizeof(struct desc_struct));
 315
 316         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 317 }
 318
 319 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
 320                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
 321 {
 322         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 323         xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
 324         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
 325
 326         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
 327 }
 328
 329 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 330 {
 331         xen_mc_batch();
 332
 333         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
 334         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
 335         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
 336
 337         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 338
 339         /*
 340          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone,
 341          * it means we're in a context switch, and %gs has just been
 342          * saved.  This means we can zero it out to prevent faults on
 343          * exit from the hypervisor if the next process has no %gs.
 344          * Either way, it has been saved, and the new value will get
 345          * loaded properly.  This will go away as soon as Xen has been
 346          * modified to not save/restore %gs for normal hypercalls.
 347          */
 348         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU)
 349                 loadsegment(gs, 0);
 350 }
 351
 352 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
 353                                 const void *ptr)
 354 {
 355         unsigned long lp = (unsigned long)&dt[entrynum];
 356         xmaddr_t mach_lp = virt_to_machine(lp);
 357         u64 entry = *(u64 *)ptr;
 358
 359         preempt_disable();
 360
 361         xen_mc_flush();
 362         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
 363                 BUG();
 364
 365         preempt_enable();
 366 }
 367
 368 static int cvt_gate_to_trap(int vector, u32 low, u32 high,
 369                             struct trap_info *info)
 370 {
 371         u8 type, dpl;
 372
 373         type = (high >> 8) & 0x1f;
 374         dpl = (high >> 13) & 3;
 375
 376         if (type != 0xf && type != 0xe)
 377                 return 0;
 378
 379         info->vector = vector;
 380         info->address = (high & 0xffff0000) | (low & 0x0000ffff);
 381         info->cs = low >> 16;
 382         info->flags = dpl;
 383         /* interrupt gates clear IF */
 384         if (type == 0xe)
 385                 info->flags |= 4;
 386
 387         return 1;
 388 }
 389
 390 /* Locations of each CPU's IDT */
 391 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
 392
 393 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
 394    also update Xen. */
 395 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
 396 {
 397         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
 398         unsigned long start, end;
 399
 400         preempt_disable();
 401
 402         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
 403         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
 404
 405         xen_mc_flush();
 406
 407         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
 408
 409         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
 410                 struct trap_info info[2];
 411                 u32 *desc = (u32 *)g;
 412
 413                 info[1].address = 0;
 414
 415                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, desc[0], desc[1], &info[0]))
 416                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
 417                                 BUG();
 418         }
 419
 420         preempt_enable();
 421 }
 422
 423 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
 424                                   struct trap_info *traps)
 425 {
 426         unsigned in, out, count;
 427
 428         count = (desc->size+1) / 8;
 429         BUG_ON(count > 256);
 430
 431         for (in = out = 0; in < count; in++) {
 432                 const u32 *entry = (u32 *)(desc->address + in * 8);
 433
 434                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry[0], entry[1], &traps[out]))
 435                         out++;
 436         }
 437         traps[out].address = 0;
 438 }
 439
 440 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
 441 {
 442         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
 443
 444         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 445 }
 446
 447 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
 448    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
 449    it avoids allocation, and saves stack space). */
 450 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
 451 {
 452         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
 453         static struct trap_info traps[257];
 454
 455         spin_lock(&lock);
 456
 457         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
 458
 459         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 460
 461         xen_mc_flush();
 462         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
 463                 BUG();
 464
 465         spin_unlock(&lock);
 466 }
 467
 468 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
 469    they're handled differently. */
 470 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 471                                 const void *desc, int type)
 472 {
 473         preempt_disable();
 474
 475         switch (type) {
 476         case DESC_LDT:
 477         case DESC_TSS:
 478                 /* ignore */
 479                 break;
 480
 481         default: {
 482                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
 483
 484                 xen_mc_flush();
 485                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 486                         BUG();
 487         }
 488
 489         }
 490
 491         preempt_enable();
 492 }
 493
 494 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 495                           struct thread_struct *thread)
 496 {
 497         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
 498         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
 499         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 500 }
 501
 502 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
 503 {
 504         struct physdev_set_iopl set_iopl;
 505
 506         /* Force the change at ring 0. */
 507         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
 508         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
 509 }
 510
 511 static void xen_io_delay(void)
 512 {
 513 }
 514
 515 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 516 static u32 xen_apic_read(unsigned long reg)
 517 {
 518         return 0;
 519 }
 520
 521 static void xen_apic_write(unsigned long reg, u32 val)
 522 {
 523         /* Warn to see if there's any stray references */
 524         WARN_ON(1);
 525 }
 526 #endif
 527
 528 static void xen_flush_tlb(void)
 529 {
 530         struct mmuext_op *op;
 531         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 532
 533         op = mcs.args;
 534         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
 535         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 536
 537         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 538 }
 539
 540 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
 541 {
 542         struct mmuext_op *op;
 543         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 544
 545         op = mcs.args;
 546         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
 547         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
 548         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 549
 550         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 551 }
 552
 553 static void xen_flush_tlb_others(const cpumask_t *cpus, struct mm_struct *mm,
 554                                  unsigned long va)
 555 {
 556         struct {
 557                 struct mmuext_op op;
 558                 cpumask_t mask;
 559         } *args;
 560         cpumask_t cpumask = *cpus;
 561         struct multicall_space mcs;
 562
 563         /*
 564          * A couple of (to be removed) sanity checks:
 565          *
 566          * - current CPU must not be in mask
 567          * - mask must exist :)
 568          */
 569         BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
 570         BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
 571         BUG_ON(!mm);
 572
 573         /* If a CPU which we ran on has gone down, OK. */
 574         cpus_and(cpumask, cpumask, cpu_online_map);
 575         if (cpus_empty(cpumask))
 576                 return;
 577
 578         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
 579         args = mcs.args;
 580         args->mask = cpumask;
 581         args->op.arg2.vcpumask = &args->mask;
 582
 583         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
 584                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
 585         } else {
 586                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
 587                 args->op.arg1.linear_addr = va;
 588         }
 589
 590         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 591
 592         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 593 }
 594
 595 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
 596 {
 597         x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
 598 }
 599
 600 static unsigned long xen_read_cr2(void)
 601 {
 602         return x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2;
 603 }
 604
 605 static unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
 606 {
 607         return x86_read_percpu(xen_vcpu_info.arch.cr2);
 608 }
 609
 610 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
 611 {
 612         /* Just ignore cr4 changes; Xen doesn't allow us to do
 613            anything anyway. */
 614 }
 615
 616 static unsigned long xen_read_cr3(void)
 617 {
 618         return x86_read_percpu(xen_cr3);
 619 }
 620
 621 static void set_current_cr3(void *v)
 622 {
 623         x86_write_percpu(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
 624 }
 625
 626 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
 627 {
 628         struct mmuext_op *op;
 629         struct multicall_space mcs;
 630         unsigned long mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
 631
 632         BUG_ON(preemptible());
 633
 634         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));  /* disables interrupts */
 635
 636         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
 637            respect to ipis */
 638         x86_write_percpu(xen_cr3, cr3);
 639
 640         op = mcs.args;
 641         op->cmd = MMUEXT_NEW_BASEPTR;
 642         op->arg1.mfn = mfn;
 643
 644         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 645
 646         /* Update xen_update_cr3 once the batch has actually
 647            been submitted. */
 648         xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
 649
 650         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
 651 }
 652
 653 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
 654    everything is pinned. */
 655 static __init void xen_alloc_pt_init(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 656 {
 657         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
 658         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 659 }
 660
 661 /* Early release_pt assumes that all pts are pinned, since there's
 662    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
 663 static void xen_release_pt_init(u32 pfn)
 664 {
 665         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 666 }
 667
 668 static void pin_pagetable_pfn(unsigned level, unsigned long pfn)
 669 {
 670         struct mmuext_op op;
 671         op.cmd = level;
 672         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 673         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
 674                 BUG();
 675 }
 676
 677 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
 678    attached to a pinned pagetable. */
 679 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, u32 pfn, unsigned level)
 680 {
 681         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 682
 683         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
 684                 SetPagePinned(page);
 685
 686                 if (!PageHighMem(page)) {
 687                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 688                         pin_pagetable_pfn(level, pfn);
 689                 } else
 690                         /* make sure there are no stray mappings of
 691                            this page */
 692                         kmap_flush_unused();
 693         }
 694 }
 695
 696 static void xen_alloc_pt(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 697 {
 698         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, MMUEXT_PIN_L1_TABLE);
 699 }
 700
 701 static void xen_alloc_pd(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 702 {
 703         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, MMUEXT_PIN_L2_TABLE);
 704 }
 705
 706 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
 707 static void xen_release_pt(u32 pfn)
 708 {
 709         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 710
 711         if (PagePinned(page)) {
 712                 if (!PageHighMem(page)) {
 713                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
 714                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 715                 }
 716         }
 717 }
 718
 719 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 720 static void *xen_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
 721 {
 722         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
 723
 724         if (PagePinned(page))
 725                 prot = PAGE_KERNEL_RO;
 726
 727         if (0 && PageHighMem(page))
 728                 printk("mapping highpte %lx type %d prot %s\n",
 729                        page_to_pfn(page), type,
 730                        (unsigned long)pgprot_val(prot) & _PAGE_RW ? "WRITE" : "READ");
 731
 732         return kmap_atomic_prot(page, type, prot);
 733 }
 734 #endif
 735
 736 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 737 {
 738         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
 739         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
 740                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
 741                                pte_val_ma(pte));
 742
 743         return pte;
 744 }
 745
 746 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
 747    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
 748 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
 749 {
 750         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
 751
 752         xen_set_pte(ptep, pte);
 753 }
 754
 755 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
 756 {
 757         pgd_t *xen_pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
 758
 759         /* special set_pte for pagetable initialization */
 760         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte_init;
 761
 762         init_mm.pgd = base;
 763         /*
 764          * copy top-level of Xen-supplied pagetable into place.  For
 765          * !PAE we can use this as-is, but for PAE it is a stand-in
 766          * while we copy the pmd pages.
 767          */
 768         memcpy(base, xen_pgd, PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
 769
 770         if (PTRS_PER_PMD > 1) {
 771                 int i;
 772                 /*
 773                  * For PAE, need to allocate new pmds, rather than
 774                  * share Xen's, since Xen doesn't like pmd's being
 775                  * shared between address spaces.
 776                  */
 777                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++) {
 778                         if (pgd_val_ma(xen_pgd[i]) & _PAGE_PRESENT) {
 779                                 pmd_t *pmd = (pmd_t *)alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 780
 781                                 memcpy(pmd, (void *)pgd_page_vaddr(xen_pgd[i]),
 782                                        PAGE_SIZE);
 783
 784                                 make_lowmem_page_readonly(pmd);
 785
 786                                 set_pgd(&base[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
 787                         } else
 788                                 pgd_clear(&base[i]);
 789                 }
 790         }
 791
 792         /* make sure zero_page is mapped RO so we can use it in pagetables */
 793         make_lowmem_page_readonly(empty_zero_page);
 794         make_lowmem_page_readonly(base);
 795         /*
 796          * Switch to new pagetable.  This is done before
 797          * pagetable_init has done anything so that the new pages
 798          * added to the table can be prepared properly for Xen.
 799          */
 800         xen_write_cr3(__pa(base));
 801 }
 802
 803 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
 804 {
 805         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
 806            (which it hasn't) */
 807         pv_mmu_ops.alloc_pt = xen_alloc_pt;
 808         pv_mmu_ops.alloc_pd = xen_alloc_pd;
 809         pv_mmu_ops.release_pt = xen_release_pt;
 810         pv_mmu_ops.release_pd = xen_release_pt;
 811         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
 812
 813         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
 814                 /*
 815                  * Create a mapping for the shared info page.
 816                  * Should be set_fixmap(), but shared_info is a machine
 817                  * address with no corresponding pseudo-phys address.
 818                  */
 819                 set_pte_mfn(fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP),
 820                             PFN_DOWN(xen_start_info->shared_info),
 821                             PAGE_KERNEL);
 822
 823                 HYPERVISOR_shared_info =
 824                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
 825
 826         } else
 827                 HYPERVISOR_shared_info =
 828                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
 829
 830         /* Actually pin the pagetable down, but we can't set PG_pinned
 831            yet because the page structures don't exist yet. */
 832         {
 833                 unsigned level;
 834
 835 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 836                 level = MMUEXT_PIN_L3_TABLE;
 837 #else
 838                 level = MMUEXT_PIN_L2_TABLE;
 839 #endif
 840
 841                 pin_pagetable_pfn(level, PFN_DOWN(__pa(base)));
 842         }
 843 }
 844
 845 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
 846 void __init xen_setup_vcpu_info_placement(void)
 847 {
 848         int cpu;
 849
 850         for_each_possible_cpu(cpu)
 851                 xen_vcpu_setup(cpu);
 852
 853         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
 854            percpu area for all cpus, so make use of it */
 855         if (have_vcpu_info_placement) {
 856                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
 857
 858                 pv_irq_ops.save_fl = xen_save_fl_direct;
 859                 pv_irq_ops.restore_fl = xen_restore_fl_direct;
 860                 pv_irq_ops.irq_disable = xen_irq_disable_direct;
 861                 pv_irq_ops.irq_enable = xen_irq_enable_direct;
 862                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
 863                 pv_cpu_ops.iret = xen_iret_direct;
 864         }
 865 }
 866
 867 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
 868                           unsigned long addr, unsigned len)
 869 {
 870         char *start, *end, *reloc;
 871         unsigned ret;
 872
 873         start = end = reloc = NULL;
 874
 875 #define SITE(op, x)                                                     \
 876         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
 877         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
 878                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
 879                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
 880                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
 881         }                                                               \
 882         goto patch_site
 883
 884         switch (type) {
 885                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
 886                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
 887                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
 888                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
 889 #undef SITE
 890
 891         patch_site:
 892                 if (start == NULL || (end-start) > len)
 893                         goto default_patch;
 894
 895                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
 896
 897                 /* Note: because reloc is assigned from something that
 898                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
 899                    but doesn't know its relationship with start and
 900                    end. */
 901                 if (reloc > start && reloc < end) {
 902                         int reloc_off = reloc - start;
 903                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
 904                         long delta = start - (char *)addr;
 905
 906                         *relocp += delta;
 907                 }
 908                 break;
 909
 910         default_patch:
 911         default:
 912                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
 913                                              addr, len);
 914                 break;
 915         }
 916
 917         return ret;
 918 }
 919
 920 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
 921         .paravirt_enabled = 1,
 922         .shared_kernel_pmd = 0,
 923
 924         .name = "Xen",
 925 };
 926
 927 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
 928         .patch = xen_patch,
 929
 930         .banner = xen_banner,
 931         .memory_setup = xen_memory_setup,
 932         .arch_setup = xen_arch_setup,
 933         .post_allocator_init = xen_mark_init_mm_pinned,
 934 };
 935
 936 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
 937         .time_init = xen_time_init,
 938
 939         .set_wallclock = xen_set_wallclock,
 940         .get_wallclock = xen_get_wallclock,
 941         .get_cpu_khz = xen_cpu_khz,
 942         .sched_clock = xen_sched_clock,
 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 = native_clts,
 952
 953         .read_cr0 = native_read_cr0,
 954         .write_cr0 = native_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 = native_write_msr_safe,
 964         .read_tsc = native_read_tsc,
 965         .read_pmc = native_read_pmc,
 966
 967         .iret = (void *)&hypercall_page[__HYPERVISOR_iret],
 968         .irq_enable_syscall_ret = NULL,  /* never called */
 969
 970         .load_tr_desc = paravirt_nop,
 971         .set_ldt = xen_set_ldt,
 972         .load_gdt = xen_load_gdt,
 973         .load_idt = xen_load_idt,
 974         .load_tls = xen_load_tls,
 975
 976         .store_gdt = native_store_gdt,
 977         .store_idt = native_store_idt,
 978         .store_tr = xen_store_tr,
 979
 980         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
 981         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
 982         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
 983         .load_sp0 = xen_load_sp0,
 984
 985         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
 986         .io_delay = xen_io_delay,
 987
 988         .lazy_mode = {
 989                 .enter = paravirt_enter_lazy_cpu,
 990                 .leave = xen_leave_lazy,
 991         },
 992 };
 993
 994 static const struct pv_irq_ops xen_irq_ops __initdata = {
 995         .init_IRQ = xen_init_IRQ,
 996         .save_fl = xen_save_fl,
 997         .restore_fl = xen_restore_fl,
 998         .irq_disable = xen_irq_disable,
 999         .irq_enable = xen_irq_enable,
1000         .safe_halt = xen_safe_halt,
1001         .halt = xen_halt,
1002 };
1003
1004 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
1005 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1006         .apic_write = xen_apic_write,
1007         .apic_write_atomic = xen_apic_write,
1008         .apic_read = xen_apic_read,
1009         .setup_boot_clock = paravirt_nop,
1010         .setup_secondary_clock = paravirt_nop,
1011         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1012 #endif
1013 };
1014
1015 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1016         .pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start,
1017         .pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done,
1018
1019         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1020         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1021
1022         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1023         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1024
1025         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1026         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1027         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1028         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1029
1030         .pte_update = paravirt_nop,
1031         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1032
1033         .alloc_pt = xen_alloc_pt_init,
1034         .release_pt = xen_release_pt_init,
1035         .alloc_pd = xen_alloc_pt_init,
1036         .alloc_pd_clone = paravirt_nop,
1037         .release_pd = xen_release_pt_init,
1038
1039 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
1040         .kmap_atomic_pte = xen_kmap_atomic_pte,
1041 #endif
1042
1043         .set_pte = NULL,        /* see xen_pagetable_setup_* */
1044         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1045         .set_pmd = xen_set_pmd,
1046
1047         .pte_val = xen_pte_val,
1048         .pgd_val = xen_pgd_val,
1049
1050         .make_pte = xen_make_pte,
1051         .make_pgd = xen_make_pgd,
1052
1053 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1054         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
1055         .set_pte_present = xen_set_pte_at,
1056         .set_pud = xen_set_pud,
1057         .pte_clear = xen_pte_clear,
1058         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
1059
1060         .make_pmd = xen_make_pmd,
1061         .pmd_val = xen_pmd_val,
1062 #endif  /* PAE */
1063
1064         .activate_mm = xen_activate_mm,
1065         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
1066         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
1067
1068         .lazy_mode = {
1069                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
1070                 .leave = xen_leave_lazy,
1071         },
1072 };
1073
1074 #ifdef CONFIG_SMP
1075 static const struct smp_ops xen_smp_ops __initdata = {
1076         .smp_prepare_boot_cpu = xen_smp_prepare_boot_cpu,
1077         .smp_prepare_cpus = xen_smp_prepare_cpus,
1078         .cpu_up = xen_cpu_up,
1079         .smp_cpus_done = xen_smp_cpus_done,
1080
1081         .smp_send_stop = xen_smp_send_stop,
1082         .smp_send_reschedule = xen_smp_send_reschedule,
1083         .smp_call_function_mask = xen_smp_call_function_mask,
1084 };
1085 #endif  /* CONFIG_SMP */
1086
1087 static void xen_reboot(int reason)
1088 {
1089 #ifdef CONFIG_SMP
1090         smp_send_stop();
1091 #endif
1092
1093         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, reason))
1094                 BUG();
1095 }
1096
1097 static void xen_restart(char *msg)
1098 {
1099         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1100 }
1101
1102 static void xen_emergency_restart(void)
1103 {
1104         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1105 }
1106
1107 static void xen_machine_halt(void)
1108 {
1109         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1110 }
1111
1112 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1113 {
1114         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1115 }
1116
1117 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1118         .restart = xen_restart,
1119         .halt = xen_machine_halt,
1120         .power_off = xen_machine_halt,
1121         .shutdown = xen_machine_halt,
1122         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1123         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1124 };
1125
1126
1127 static void __init xen_reserve_top(void)
1128 {
1129         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1130         struct xen_platform_parameters pp;
1131
1132         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1133                 top = pp.virt_start;
1134
1135         reserve_top_address(-top + 2 * PAGE_SIZE);
1136 }
1137
1138 /* First C function to be called on Xen boot */
1139 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1140 {
1141         pgd_t *pgd;
1142
1143         if (!xen_start_info)
1144                 return;
1145
1146         BUG_ON(memcmp(xen_start_info->magic, "xen-3", 5) != 0);
1147
1148         /* Install Xen paravirt ops */
1149         pv_info = xen_info;
1150         pv_init_ops = xen_init_ops;
1151         pv_time_ops = xen_time_ops;
1152         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1153         pv_irq_ops = xen_irq_ops;
1154         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1155         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
1156
1157         machine_ops = xen_machine_ops;
1158
1159 #ifdef CONFIG_SMP
1160         smp_ops = xen_smp_ops;
1161 #endif
1162
1163         xen_setup_features();
1164
1165         /* Get mfn list */
1166         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1167                 phys_to_machine_mapping = (unsigned long *)xen_start_info->mfn_list;
1168
1169         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1170
1171         init_pg_tables_end = __pa(pgd) + xen_start_info->nr_pt_frames*PAGE_SIZE;
1172
1173         init_mm.pgd = pgd; /* use the Xen pagetables to start */
1174
1175         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1176
1177         x86_write_percpu(xen_cr3, __pa(pgd));
1178         x86_write_percpu(xen_current_cr3, __pa(pgd));
1179
1180 #ifdef CONFIG_SMP
1181         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1182            possible map. */
1183         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1184 #else
1185         /* May as well do it now, since there's no good time to call
1186            it later on UP. */
1187         xen_setup_vcpu_info_placement();
1188 #endif
1189
1190         pv_info.kernel_rpl = 1;
1191         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1192                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1193
1194         /* set the limit of our address space */
1195         xen_reserve_top();
1196
1197         /* set up basic CPUID stuff */
1198         cpu_detect(&new_cpu_data);
1199         new_cpu_data.hard_math = 1;
1200         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1201
1202         /* Poke various useful things into boot_params */
1203         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1204         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1205                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1206         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1207
1208         /* Start the world */
1209         start_kernel();
1210 }