arch/x86/xen/setup.c

   1 /*
   2  * Machine specific setup for xen
   3  *
   4  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
   5  */
   6
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <linux/sched.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/pm.h>
  11 #include <linux/memblock.h>
  12 #include <linux/cpuidle.h>
  13
  14 #include <asm/elf.h>
  15 #include <asm/vdso.h>
  16 #include <asm/e820.h>
  17 #include <asm/setup.h>
  18 #include <asm/acpi.h>
  19 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  20 #include <asm/xen/hypercall.h>
  21
  22 #include <xen/xen.h>
  23 #include <xen/page.h>
  24 #include <xen/interface/callback.h>
  25 #include <xen/interface/memory.h>
  26 #include <xen/interface/physdev.h>
  27 #include <xen/features.h>
  28
  29 #include "xen-ops.h"
  30 #include "vdso.h"
  31
  32 /* These are code, but not functions.  Defined in entry.S */
  33 extern const char xen_hypervisor_callback[];
  34 extern const char xen_failsafe_callback[];
  35 extern void xen_sysenter_target(void);
  36 extern void xen_syscall_target(void);
  37 extern void xen_syscall32_target(void);
  38
  39 /* Amount of extra memory space we add to the e820 ranges */
  40 struct xen_memory_region xen_extra_mem[XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS] __initdata;
  41
  42 /* Number of pages released from the initial allocation. */
  43 unsigned long xen_released_pages;
  44
  45 /*
  46  * The maximum amount of extra memory compared to the base size.  The
  47  * main scaling factor is the size of struct page.  At extreme ratios
  48  * of base:extra, all the base memory can be filled with page
  49  * structures for the extra memory, leaving no space for anything
  50  * else.
  51  *
  52  * 10x seems like a reasonable balance between scaling flexibility and
  53  * leaving a practically usable system.
  54  */
  55 #define EXTRA_MEM_RATIO         (10)
  56
  57 static void __init xen_add_extra_mem(unsigned long pages)
  58 {
  59         unsigned long pfn;
  60
  61         u64 size = (u64)pages * PAGE_SIZE;
  62         u64 extra_start = xen_extra_mem[0].start + xen_extra_mem[0].size;
  63
  64         if (!pages)
  65                 return;
  66
  67         e820_add_region(extra_start, size, E820_RAM);
  68         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
  69
  70         memblock_x86_reserve_range(extra_start, extra_start + size, "XEN EXTRA");
  71
  72         xen_extra_mem[0].size += size;
  73
  74         xen_max_p2m_pfn = PFN_DOWN(extra_start + size);
  75
  76         for (pfn = PFN_DOWN(extra_start); pfn <= xen_max_p2m_pfn; pfn++)
  77                 __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
  78 }
  79
  80 static unsigned long __init xen_release_chunk(phys_addr_t start_addr,
  81                                               phys_addr_t end_addr)
  82 {
  83         struct xen_memory_reservation reservation = {
  84                 .address_bits = 0,
  85                 .extent_order = 0,
  86                 .domid        = DOMID_SELF
  87         };
  88         unsigned long start, end;
  89         unsigned long len = 0;
  90         unsigned long pfn;
  91         int ret;
  92
  93         start = PFN_UP(start_addr);
  94         end = PFN_DOWN(end_addr);
  95
  96         if (end <= start)
  97                 return 0;
  98
  99         for(pfn = start; pfn < end; pfn++) {
 100                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 101
 102                 /* Make sure pfn exists to start with */
 103                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY || mfn_to_pfn(mfn) != pfn)
 104                         continue;
 105
 106                 set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &mfn);
 107                 reservation.nr_extents = 1;
 108
 109                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_decrease_reservation,
 110                                            &reservation);
 111                 WARN(ret != 1, "Failed to release pfn %lx err=%d\n", pfn, ret);
 112                 if (ret == 1) {
 113                         __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
 114                         len++;
 115                 }
 116         }
 117         printk(KERN_INFO "Freeing  %lx-%lx pfn range: %lu pages freed\n",
 118                start, end, len);
 119
 120         return len;
 121 }
 122
 123 static unsigned long __init xen_return_unused_memory(unsigned long max_pfn,
 124                                                      const struct e820map *e820)
 125 {
 126         phys_addr_t max_addr = PFN_PHYS(max_pfn);
 127         phys_addr_t last_end = ISA_END_ADDRESS;
 128         unsigned long released = 0;
 129         int i;
 130
 131         /* Free any unused memory above the low 1Mbyte. */
 132         for (i = 0; i < e820->nr_map && last_end < max_addr; i++) {
 133                 phys_addr_t end = e820->map[i].addr;
 134                 end = min(max_addr, end);
 135
 136                 if (last_end < end)
 137                         released += xen_release_chunk(last_end, end);
 138                 last_end = max(last_end, e820->map[i].addr + e820->map[i].size);
 139         }
 140
 141         if (last_end < max_addr)
 142                 released += xen_release_chunk(last_end, max_addr);
 143
 144         printk(KERN_INFO "released %lu pages of unused memory\n", released);
 145         return released;
 146 }
 147
 148 static unsigned long __init xen_set_identity(const struct e820entry *list,
 149                                              ssize_t map_size)
 150 {
 151         phys_addr_t last = xen_initial_domain() ? 0 : ISA_END_ADDRESS;
 152         phys_addr_t start_pci = last;
 153         const struct e820entry *entry;
 154         unsigned long identity = 0;
 155         int i;
 156
 157         for (i = 0, entry = list; i < map_size; i++, entry++) {
 158                 phys_addr_t start = entry->addr;
 159                 phys_addr_t end = start + entry->size;
 160
 161                 if (start < last)
 162                         start = last;
 163
 164                 if (end <= start)
 165                         continue;
 166
 167                 /* Skip over the 1MB region. */
 168                 if (last > end)
 169                         continue;
 170
 171                 if ((entry->type == E820_RAM) || (entry->type == E820_UNUSABLE)) {
 172                         if (start > start_pci)
 173                                 identity += set_phys_range_identity(
 174                                                 PFN_UP(start_pci), PFN_DOWN(start));
 175
 176                         /* Without saving 'last' we would gooble RAM too
 177                          * at the end of the loop. */
 178                         last = end;
 179                         start_pci = end;
 180                         continue;
 181                 }
 182                 start_pci = min(start, start_pci);
 183                 last = end;
 184         }
 185         if (last > start_pci)
 186                 identity += set_phys_range_identity(
 187                                         PFN_UP(start_pci), PFN_DOWN(last));
 188         return identity;
 189 }
 190
 191 static unsigned long __init xen_get_max_pages(void)
 192 {
 193         unsigned long max_pages = MAX_DOMAIN_PAGES;
 194         domid_t domid = DOMID_SELF;
 195         int ret;
 196
 197         ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_maximum_reservation, &domid);
 198         if (ret > 0)
 199                 max_pages = ret;
 200         return min(max_pages, MAX_DOMAIN_PAGES);
 201 }
 202
 203 /**
 204  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
 205  **/
 206 char * __init xen_memory_setup(void)
 207 {
 208         static struct e820entry map[E820MAX] __initdata;
 209         static struct e820entry map_raw[E820MAX] __initdata;
 210
 211         unsigned long max_pfn = xen_start_info->nr_pages;
 212         unsigned long long mem_end;
 213         int rc;
 214         struct xen_memory_map memmap;
 215         unsigned long extra_pages = 0;
 216         unsigned long extra_limit;
 217         unsigned long identity_pages = 0;
 218         int i;
 219         int op;
 220
 221         max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, max_pfn);
 222         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
 223
 224         memmap.nr_entries = E820MAX;
 225         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, map);
 226
 227         op = xen_initial_domain() ?
 228                 XENMEM_machine_memory_map :
 229                 XENMEM_memory_map;
 230         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
 231         if (rc == -ENOSYS) {
 232                 BUG_ON(xen_initial_domain());
 233                 memmap.nr_entries = 1;
 234                 map[0].addr = 0ULL;
 235                 map[0].size = mem_end;
 236                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
 237                 map[0].size += 8ULL << 20;
 238                 map[0].type = E820_RAM;
 239                 rc = 0;
 240         }
 241         BUG_ON(rc);
 242
 243         memcpy(map_raw, map, sizeof(map));
 244         e820.nr_map = 0;
 245         xen_extra_mem[0].start = mem_end;
 246         for (i = 0; i < memmap.nr_entries; i++) {
 247                 unsigned long long end;
 248
 249                 /* Guard against non-page aligned E820 entries. */
 250                 if (map[i].type == E820_RAM)
 251                         map[i].size -= (map[i].size + map[i].addr) % PAGE_SIZE;
 252
 253                 end = map[i].addr + map[i].size;
 254                 if (map[i].type == E820_RAM && end > mem_end) {
 255                         /* RAM off the end - may be partially included */
 256                         u64 delta = min(map[i].size, end - mem_end);
 257
 258                         map[i].size -= delta;
 259                         end -= delta;
 260
 261                         extra_pages += PFN_DOWN(delta);
 262                         /*
 263                          * Set RAM below 4GB that is not for us to be unusable.
 264                          * This prevents "System RAM" address space from being
 265                          * used as potential resource for I/O address (happens
 266                          * when 'allocate_resource' is called).
 267                          */
 268                         if (delta &&
 269                                 (xen_initial_domain() && end < 0x100000000ULL))
 270                                 e820_add_region(end, delta, E820_UNUSABLE);
 271                 }
 272
 273                 if (map[i].size > 0 && end > xen_extra_mem[0].start)
 274                         xen_extra_mem[0].start = end;
 275
 276                 /* Add region if any remains */
 277                 if (map[i].size > 0)
 278                         e820_add_region(map[i].addr, map[i].size, map[i].type);
 279         }
 280         /* Align the balloon area so that max_low_pfn does not get set
 281          * to be at the _end_ of the PCI gap at the far end (fee01000).
 282          * Note that the start of balloon area gets set in the loop above
 283          * to be past the last E820 region. */
 284         if (xen_initial_domain() && (xen_extra_mem[0].start < (1ULL<<32)))
 285                 xen_extra_mem[0].start = (1ULL<<32);
 286
 287         /*
 288          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
 289          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
 290          * about in there.
 291          *
 292          * In Dom0, the host E820 information can leave gaps in the
 293          * ISA range, which would cause us to release those pages.  To
 294          * avoid this, we unconditionally reserve them here.
 295          */
 296         e820_add_region(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS,
 297                         E820_RESERVED);
 298
 299         /*
 300          * Reserve Xen bits:
 301          *  - mfn_list
 302          *  - xen_start_info
 303          * See comment above "struct start_info" in <xen/interface/xen.h>
 304          */
 305         memblock_x86_reserve_range(__pa(xen_start_info->mfn_list),
 306                       __pa(xen_start_info->pt_base),
 307                         "XEN START INFO");
 308
 309         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 310
 311         extra_limit = xen_get_max_pages();
 312         if (max_pfn + extra_pages > extra_limit) {
 313                 if (extra_limit > max_pfn)
 314                         extra_pages = extra_limit - max_pfn;
 315                 else
 316                         extra_pages = 0;
 317         }
 318
 319         xen_released_pages = xen_return_unused_memory(xen_start_info->nr_pages,
 320                                                       &e820);
 321         extra_pages += xen_released_pages;
 322
 323         /*
 324          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
 325          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
 326          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
 327          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
 328          * get completely filled.
 329          *
 330          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
 331          * the initial memory is also very large with respect to
 332          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
 333          */
 334         extra_limit = min(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
 335                           max_pfn + extra_pages);
 336
 337         if (extra_limit >= max_pfn)
 338                 extra_pages = extra_limit - max_pfn;
 339         else
 340                 extra_pages = 0;
 341
 342         xen_add_extra_mem(extra_pages);
 343
 344         /*
 345          * Set P2M for all non-RAM pages and E820 gaps to be identity
 346          * type PFNs. We supply it with the non-sanitized version
 347          * of the E820.
 348          */
 349         identity_pages = xen_set_identity(map_raw, memmap.nr_entries);
 350         printk(KERN_INFO "Set %ld page(s) to 1-1 mapping.\n", identity_pages);
 351         return "Xen";
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
 356  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
 357  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
 358  */
 359 static void __init fiddle_vdso(void)
 360 {
 361 #ifdef CONFIG_X86_32
 362         u32 *mask;
 363         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_int80_start, NOTE_MASK);
 364         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 365         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_sysenter_start, NOTE_MASK);
 366         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 367 #endif
 368 }
 369
 370 static int __cpuinit register_callback(unsigned type, const void *func)
 371 {
 372         struct callback_register callback = {
 373                 .type = type,
 374                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
 375                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
 376         };
 377
 378         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
 379 }
 380
 381 void __cpuinit xen_enable_sysenter(void)
 382 {
 383         int ret;
 384         unsigned sysenter_feature;
 385
 386 #ifdef CONFIG_X86_32
 387         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
 388 #else
 389         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
 390 #endif
 391
 392         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
 393                 return;
 394
 395         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
 396         if(ret != 0)
 397                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
 398 }
 399
 400 void __cpuinit xen_enable_syscall(void)
 401 {
 402 #ifdef CONFIG_X86_64
 403         int ret;
 404
 405         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
 406         if (ret != 0) {
 407                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
 408                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
 409                    mechanism for syscalls. */
 410         }
 411
 412         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
 413                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
 414                                         xen_syscall32_target);
 415                 if (ret != 0)
 416                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
 417         }
 418 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 419 }
 420
 421 void __init xen_arch_setup(void)
 422 {
 423         xen_panic_handler_init();
 424
 425         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
 426         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
 427
 428         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 429                 HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
 430                                      VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
 431
 432         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
 433             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
 434                 BUG();
 435
 436         xen_enable_sysenter();
 437         xen_enable_syscall();
 438
 439 #ifdef CONFIG_ACPI
 440         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
 441                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
 442                 disable_acpi();
 443         }
 444 #endif
 445
 446         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
 447                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
 448                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
 449
 450         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
 451 #ifdef CONFIG_X86_32
 452         boot_cpu_data.hlt_works_ok = 1;
 453 #endif
 454         disable_cpuidle();
 455         boot_option_idle_override = IDLE_HALT;
 456
 457         fiddle_vdso();
 458 }