arch/i386/kernel/vmi.c

   1 /*
   2  * VMI specific paravirt-ops implementation
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005, VMware, Inc.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  12  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  14  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
  15  * details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20  *
  21  * Send feedback to zach@vmware.com
  22  *
  23  */
  24
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/cpu.h>
  27 #include <linux/bootmem.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <linux/highmem.h>
  30 #include <linux/sched.h>
  31 #include <asm/vmi.h>
  32 #include <asm/io.h>
  33 #include <asm/fixmap.h>
  34 #include <asm/apicdef.h>
  35 #include <asm/apic.h>
  36 #include <asm/processor.h>
  37 #include <asm/timer.h>
  38 #include <asm/vmi_time.h>
  39 #include <asm/kmap_types.h>
  40
  41 /* Convenient for calling VMI functions indirectly in the ROM */
  42 typedef u32 __attribute__((regparm(1))) (VROMFUNC)(void);
  43 typedef u64 __attribute__((regparm(2))) (VROMLONGFUNC)(int);
  44
  45 #define call_vrom_func(rom,func) \
  46    (((VROMFUNC *)(rom->func))())
  47
  48 #define call_vrom_long_func(rom,func,arg) \
  49    (((VROMLONGFUNC *)(rom->func)) (arg))
  50
  51 static struct vrom_header *vmi_rom;
  52 static int disable_pge;
  53 static int disable_pse;
  54 static int disable_sep;
  55 static int disable_tsc;
  56 static int disable_mtrr;
  57 static int disable_noidle;
  58 static int disable_vmi_timer;
  59
  60 /* Cached VMI operations */
  61 static struct {
  62         void (*cpuid)(void /* non-c */);
  63         void (*_set_ldt)(u32 selector);
  64         void (*set_tr)(u32 selector);
  65         void (*set_kernel_stack)(u32 selector, u32 esp0);
  66         void (*allocate_page)(u32, u32, u32, u32, u32);
  67         void (*release_page)(u32, u32);
  68         void (*set_pte)(pte_t, pte_t *, unsigned);
  69         void (*update_pte)(pte_t *, unsigned);
  70         void (*set_linear_mapping)(int, void *, u32, u32);
  71         void (*_flush_tlb)(int);
  72         void (*set_initial_ap_state)(int, int);
  73         void (*halt)(void);
  74         void (*set_lazy_mode)(int mode);
  75 } vmi_ops;
  76
  77 /* Cached VMI operations */
  78 struct vmi_timer_ops vmi_timer_ops;
  79
  80 /*
  81  * VMI patching routines.
  82  */
  83 #define MNEM_CALL 0xe8
  84 #define MNEM_JMP  0xe9
  85 #define MNEM_RET  0xc3
  86
  87 #define IRQ_PATCH_INT_MASK 0
  88 #define IRQ_PATCH_DISABLE  5
  89
  90 static inline void patch_offset(void *insnbuf,
  91                                 unsigned long eip, unsigned long dest)
  92 {
  93         *(unsigned long *)(insnbuf+1) = dest-eip-5;
  94 }
  95
  96 static unsigned patch_internal(int call, unsigned len, void *insnbuf,
  97                                unsigned long eip)
  98 {
  99         u64 reloc;
 100         struct vmi_relocation_info *const rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 101         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, call);
 102         switch(rel->type) {
 103                 case VMI_RELOCATION_CALL_REL:
 104                         BUG_ON(len < 5);
 105                         *(char *)insnbuf = MNEM_CALL;
 106                         patch_offset(insnbuf, eip, (unsigned long)rel->eip);
 107                         return 5;
 108
 109                 case VMI_RELOCATION_JUMP_REL:
 110                         BUG_ON(len < 5);
 111                         *(char *)insnbuf = MNEM_JMP;
 112                         patch_offset(insnbuf, eip, (unsigned long)rel->eip);
 113                         return 5;
 114
 115                 case VMI_RELOCATION_NOP:
 116                         /* obliterate the whole thing */
 117                         return 0;
 118
 119                 case VMI_RELOCATION_NONE:
 120                         /* leave native code in place */
 121                         break;
 122
 123                 default:
 124                         BUG();
 125         }
 126         return len;
 127 }
 128
 129 /*
 130  * Apply patch if appropriate, return length of new instruction
 131  * sequence.  The callee does nop padding for us.
 132  */
 133 static unsigned vmi_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insns,
 134                           unsigned long eip, unsigned len)
 135 {
 136         switch (type) {
 137                 case PARAVIRT_PATCH(irq_disable):
 138                         return patch_internal(VMI_CALL_DisableInterrupts, len,
 139                                               insns, eip);
 140                 case PARAVIRT_PATCH(irq_enable):
 141                         return patch_internal(VMI_CALL_EnableInterrupts, len,
 142                                               insns, eip);
 143                 case PARAVIRT_PATCH(restore_fl):
 144                         return patch_internal(VMI_CALL_SetInterruptMask, len,
 145                                               insns, eip);
 146                 case PARAVIRT_PATCH(save_fl):
 147                         return patch_internal(VMI_CALL_GetInterruptMask, len,
 148                                               insns, eip);
 149                 case PARAVIRT_PATCH(iret):
 150                         return patch_internal(VMI_CALL_IRET, len, insns, eip);
 151                 case PARAVIRT_PATCH(irq_enable_sysexit):
 152                         return patch_internal(VMI_CALL_SYSEXIT, len, insns, eip);
 153                 default:
 154                         break;
 155         }
 156         return len;
 157 }
 158
 159 /* CPUID has non-C semantics, and paravirt-ops API doesn't match hardware ISA */
 160 static void vmi_cpuid(unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
 161                                unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
 162 {
 163         int override = 0;
 164         if (*eax == 1)
 165                 override = 1;
 166         asm volatile ("call *%6"
 167                       : "=a" (*eax),
 168                         "=b" (*ebx),
 169                         "=c" (*ecx),
 170                         "=d" (*edx)
 171                       : "0" (*eax), "2" (*ecx), "r" (vmi_ops.cpuid));
 172         if (override) {
 173                 if (disable_pse)
 174                         *edx &= ~X86_FEATURE_PSE;
 175                 if (disable_pge)
 176                         *edx &= ~X86_FEATURE_PGE;
 177                 if (disable_sep)
 178                         *edx &= ~X86_FEATURE_SEP;
 179                 if (disable_tsc)
 180                         *edx &= ~X86_FEATURE_TSC;
 181                 if (disable_mtrr)
 182                         *edx &= ~X86_FEATURE_MTRR;
 183         }
 184 }
 185
 186 static inline void vmi_maybe_load_tls(struct desc_struct *gdt, int nr, struct desc_struct *new)
 187 {
 188         if (gdt[nr].a != new->a || gdt[nr].b != new->b)
 189                 write_gdt_entry(gdt, nr, new->a, new->b);
 190 }
 191
 192 static void vmi_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 193 {
 194         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 195         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 0, &t->tls_array[0]);
 196         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 1, &t->tls_array[1]);
 197         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 2, &t->tls_array[2]);
 198 }
 199
 200 static void vmi_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 201 {
 202         unsigned cpu = smp_processor_id();
 203         u32 low, high;
 204
 205         pack_descriptor(&low, &high, (unsigned long)addr,
 206                         entries * sizeof(struct desc_struct) - 1,
 207                         DESCTYPE_LDT, 0);
 208         write_gdt_entry(get_cpu_gdt_table(cpu), GDT_ENTRY_LDT, low, high);
 209         vmi_ops._set_ldt(entries ? GDT_ENTRY_LDT*sizeof(struct desc_struct) : 0);
 210 }
 211
 212 static void vmi_set_tr(void)
 213 {
 214         vmi_ops.set_tr(GDT_ENTRY_TSS*sizeof(struct desc_struct));
 215 }
 216
 217 static void vmi_load_esp0(struct tss_struct *tss,
 218                                    struct thread_struct *thread)
 219 {
 220         tss->x86_tss.esp0 = thread->esp0;
 221
 222         /* This can only happen when SEP is enabled, no need to test "SEP"arately */
 223         if (unlikely(tss->x86_tss.ss1 != thread->sysenter_cs)) {
 224                 tss->x86_tss.ss1 = thread->sysenter_cs;
 225                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, thread->sysenter_cs, 0);
 226         }
 227         vmi_ops.set_kernel_stack(__KERNEL_DS, tss->x86_tss.esp0);
 228 }
 229
 230 static void vmi_flush_tlb_user(void)
 231 {
 232         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB);
 233 }
 234
 235 static void vmi_flush_tlb_kernel(void)
 236 {
 237         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB | VMI_FLUSH_GLOBAL);
 238 }
 239
 240 /* Stub to do nothing at all; used for delays and unimplemented calls */
 241 static void vmi_nop(void)
 242 {
 243 }
 244
 245 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGE_TYPE
 246
 247 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 248 #define MAX_BOOT_PTS (2048+4+1)
 249 #else
 250 #define MAX_BOOT_PTS (1024+1)
 251 #endif
 252
 253 /*
 254  * During boot, mem_map is not yet available in paging_init, so stash
 255  * all the boot page allocations here.
 256  */
 257 static struct {
 258         u32 pfn;
 259         int type;
 260 } boot_page_allocations[MAX_BOOT_PTS];
 261 static int num_boot_page_allocations;
 262 static int boot_allocations_applied;
 263
 264 void vmi_apply_boot_page_allocations(void)
 265 {
 266         int i;
 267         BUG_ON(!mem_map);
 268         for (i = 0; i < num_boot_page_allocations; i++) {
 269                 struct page *page = pfn_to_page(boot_page_allocations[i].pfn);
 270                 page->type = boot_page_allocations[i].type;
 271                 page->type = boot_page_allocations[i].type &
 272                                 ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 273         }
 274         boot_allocations_applied = 1;
 275 }
 276
 277 static void record_page_type(u32 pfn, int type)
 278 {
 279         BUG_ON(num_boot_page_allocations >= MAX_BOOT_PTS);
 280         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].pfn = pfn;
 281         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].type = type;
 282         num_boot_page_allocations++;
 283 }
 284
 285 static void check_zeroed_page(u32 pfn, int type, struct page *page)
 286 {
 287         u32 *ptr;
 288         int i;
 289         int limit = PAGE_SIZE / sizeof(int);
 290
 291         if (page_address(page))
 292                 ptr = (u32 *)page_address(page);
 293         else
 294                 ptr = (u32 *)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
 295         /*
 296          * When cloning the root in non-PAE mode, only the userspace
 297          * pdes need to be zeroed.
 298          */
 299         if (type & VMI_PAGE_CLONE)
 300                 limit = USER_PTRS_PER_PGD;
 301         for (i = 0; i < limit; i++)
 302                 BUG_ON(ptr[i]);
 303 }
 304
 305 /*
 306  * We stash the page type into struct page so we can verify the page
 307  * types are used properly.
 308  */
 309 static void vmi_set_page_type(u32 pfn, int type)
 310 {
 311         /* PAE can have multiple roots per page - don't track */
 312         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
 313                 return;
 314
 315         if (boot_allocations_applied) {
 316                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 317                 if (type != VMI_PAGE_NORMAL)
 318                         BUG_ON(page->type);
 319                 else
 320                         BUG_ON(page->type == VMI_PAGE_NORMAL);
 321                 page->type = type & ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 322                 if (type & VMI_PAGE_ZEROED)
 323                         check_zeroed_page(pfn, type, page);
 324         } else {
 325                 record_page_type(pfn, type);
 326         }
 327 }
 328
 329 static void vmi_check_page_type(u32 pfn, int type)
 330 {
 331         /* PAE can have multiple roots per page - skip checks */
 332         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
 333                 return;
 334
 335         type &= ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 336         if (boot_allocations_applied) {
 337                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 338                 BUG_ON((page->type ^ type) & VMI_PAGE_PAE);
 339                 BUG_ON(type == VMI_PAGE_NORMAL && page->type);
 340                 BUG_ON((type & page->type) == 0);
 341         }
 342 }
 343 #else
 344 #define vmi_set_page_type(p,t) do { } while (0)
 345 #define vmi_check_page_type(p,t) do { } while (0)
 346 #endif
 347
 348 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 349 static void *vmi_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
 350 {
 351         void *va = kmap_atomic(page, type);
 352
 353         /*
 354          * Internally, the VMI ROM must map virtual addresses to physical
 355          * addresses for processing MMU updates.  By the time MMU updates
 356          * are issued, this information is typically already lost.
 357          * Fortunately, the VMI provides a cache of mapping slots for active
 358          * page tables.
 359          *
 360          * We use slot zero for the linear mapping of physical memory, and
 361          * in HIGHPTE kernels, slot 1 and 2 for KM_PTE0 and KM_PTE1.
 362          *
 363          *  args:                 SLOT                 VA    COUNT PFN
 364          */
 365         BUG_ON(type != KM_PTE0 && type != KM_PTE1);
 366         vmi_ops.set_linear_mapping((type - KM_PTE0)+1, va, 1, page_to_pfn(page));
 367
 368         return va;
 369 }
 370 #endif
 371
 372 static void vmi_allocate_pt(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 373 {
 374         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L1);
 375         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L1, 0, 0, 0);
 376 }
 377
 378 static void vmi_allocate_pd(u32 pfn)
 379 {
 380         /*
 381          * This call comes in very early, before mem_map is setup.
 382          * It is called only for swapper_pg_dir, which already has
 383          * data on it.
 384          */
 385         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2);
 386         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2, 0, 0, 0);
 387 }
 388
 389 static void vmi_allocate_pd_clone(u32 pfn, u32 clonepfn, u32 start, u32 count)
 390 {
 391         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE);
 392         vmi_check_page_type(clonepfn, VMI_PAGE_L2);
 393         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE, clonepfn, start, count);
 394 }
 395
 396 static void vmi_release_pt(u32 pfn)
 397 {
 398         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L1);
 399         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
 400 }
 401
 402 static void vmi_release_pd(u32 pfn)
 403 {
 404         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L2);
 405         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
 406 }
 407
 408 /*
 409  * Helper macros for MMU update flags.  We can defer updates until a flush
 410  * or page invalidation only if the update is to the current address space
 411  * (otherwise, there is no flush).  We must check against init_mm, since
 412  * this could be a kernel update, which usually passes init_mm, although
 413  * sometimes this check can be skipped if we know the particular function
 414  * is only called on user mode PTEs.  We could change the kernel to pass
 415  * current->active_mm here, but in particular, I was unsure if changing
 416  * mm/highmem.c to do this would still be correct on other architectures.
 417  */
 418 #define is_current_as(mm, mustbeuser) ((mm) == current->active_mm ||    \
 419                                        (!mustbeuser && (mm) == &init_mm))
 420 #define vmi_flags_addr(mm, addr, level, user)                           \
 421         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 422                 (VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 423 #define vmi_flags_addr_defer(mm, addr, level, user)                     \
 424         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 425                 (VMI_PAGE_DEFER | VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 426
 427 static void vmi_update_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 428 {
 429         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 430         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 431 }
 432
 433 static void vmi_update_pte_defer(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 434 {
 435         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 436         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 437 }
 438
 439 static void vmi_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 440 {
 441         /* XXX because of set_pmd_pte, this can be called on PT or PD layers */
 442         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE | VMI_PAGE_PD);
 443         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, VMI_PAGE_PT);
 444 }
 445
 446 static void vmi_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 447 {
 448         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 449         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 450 }
 451
 452 static void vmi_set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmdval)
 453 {
 454 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 455         const pte_t pte = { pmdval.pmd, pmdval.pmd >> 32 };
 456         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
 457 #else
 458         const pte_t pte = { pmdval.pud.pgd.pgd };
 459         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
 460 #endif
 461         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmdp, VMI_PAGE_PD);
 462 }
 463
 464 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 465
 466 static void vmi_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 467 {
 468         /*
 469          * XXX This is called from set_pmd_pte, but at both PT
 470          * and PD layers so the VMI_PAGE_PT flag is wrong.  But
 471          * it is only called for large page mapping changes,
 472          * the Xen backend, doesn't support large pages, and the
 473          * ESX backend doesn't depend on the flag.
 474          */
 475         set_64bit((unsigned long long *)ptep,pte_val(pteval));
 476         vmi_ops.update_pte(ptep, VMI_PAGE_PT);
 477 }
 478
 479 static void vmi_set_pte_present(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 480 {
 481         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 482         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 1));
 483 }
 484
 485 static void vmi_set_pud(pud_t *pudp, pud_t pudval)
 486 {
 487         /* Um, eww */
 488         const pte_t pte = { pudval.pgd.pgd, pudval.pgd.pgd >> 32 };
 489         vmi_check_page_type(__pa(pudp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
 490         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pudp, VMI_PAGE_PDP);
 491 }
 492
 493 static void vmi_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 494 {
 495         const pte_t pte = { 0 };
 496         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 497         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 498 }
 499
 500 static void vmi_pmd_clear(pmd_t *pmd)
 501 {
 502         const pte_t pte = { 0 };
 503         vmi_check_page_type(__pa(pmd) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
 504         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmd, VMI_PAGE_PD);
 505 }
 506 #endif
 507
 508 #ifdef CONFIG_SMP
 509 static void __devinit
 510 vmi_startup_ipi_hook(int phys_apicid, unsigned long start_eip,
 511                      unsigned long start_esp)
 512 {
 513         struct vmi_ap_state ap;
 514
 515         /* Default everything to zero.  This is fine for most GPRs. */
 516         memset(&ap, 0, sizeof(struct vmi_ap_state));
 517
 518         ap.gdtr_limit = GDT_SIZE - 1;
 519         ap.gdtr_base = (unsigned long) get_cpu_gdt_table(phys_apicid);
 520
 521         ap.idtr_limit = IDT_ENTRIES * 8 - 1;
 522         ap.idtr_base = (unsigned long) idt_table;
 523
 524         ap.ldtr = 0;
 525
 526         ap.cs = __KERNEL_CS;
 527         ap.eip = (unsigned long) start_eip;
 528         ap.ss = __KERNEL_DS;
 529         ap.esp = (unsigned long) start_esp;
 530
 531         ap.ds = __USER_DS;
 532         ap.es = __USER_DS;
 533         ap.fs = __KERNEL_PERCPU;
 534         ap.gs = 0;
 535
 536         ap.eflags = 0;
 537
 538 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 539         /* efer should match BSP efer. */
 540         if (cpu_has_nx) {
 541                 unsigned l, h;
 542                 rdmsr(MSR_EFER, l, h);
 543                 ap.efer = (unsigned long long) h << 32 | l;
 544         }
 545 #endif
 546
 547         ap.cr3 = __pa(swapper_pg_dir);
 548         /* Protected mode, paging, AM, WP, NE, MP. */
 549         ap.cr0 = 0x80050023;
 550         ap.cr4 = mmu_cr4_features;
 551         vmi_ops.set_initial_ap_state((u32)&ap, phys_apicid);
 552 }
 553 #endif
 554
 555 static void vmi_set_lazy_mode(enum paravirt_lazy_mode mode)
 556 {
 557         static DEFINE_PER_CPU(enum paravirt_lazy_mode, lazy_mode);
 558
 559         if (!vmi_ops.set_lazy_mode)
 560                 return;
 561
 562         /* Modes should never nest or overlap */
 563         BUG_ON(__get_cpu_var(lazy_mode) && !(mode == PARAVIRT_LAZY_NONE ||
 564                                              mode == PARAVIRT_LAZY_FLUSH));
 565
 566         if (mode == PARAVIRT_LAZY_FLUSH) {
 567                 vmi_ops.set_lazy_mode(0);
 568                 vmi_ops.set_lazy_mode(__get_cpu_var(lazy_mode));
 569         } else {
 570                 vmi_ops.set_lazy_mode(mode);
 571                 __get_cpu_var(lazy_mode) = mode;
 572         }
 573 }
 574
 575 static inline int __init check_vmi_rom(struct vrom_header *rom)
 576 {
 577         struct pci_header *pci;
 578         struct pnp_header *pnp;
 579         const char *manufacturer = "UNKNOWN";
 580         const char *product = "UNKNOWN";
 581         const char *license = "unspecified";
 582
 583         if (rom->rom_signature != 0xaa55)
 584                 return 0;
 585         if (rom->vrom_signature != VMI_SIGNATURE)
 586                 return 0;
 587         if (rom->api_version_maj != VMI_API_REV_MAJOR ||
 588             rom->api_version_min+1 < VMI_API_REV_MINOR+1) {
 589                 printk(KERN_WARNING "VMI: Found mismatched rom version %d.%d\n",
 590                                 rom->api_version_maj,
 591                                 rom->api_version_min);
 592                 return 0;
 593         }
 594
 595         /*
 596          * Relying on the VMI_SIGNATURE field is not 100% safe, so check
 597          * the PCI header and device type to make sure this is really a
 598          * VMI device.
 599          */
 600         if (!rom->pci_header_offs) {
 601                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM does not contain PCI header.\n");
 602                 return 0;
 603         }
 604
 605         pci = (struct pci_header *)((char *)rom+rom->pci_header_offs);
 606         if (pci->vendorID != PCI_VENDOR_ID_VMWARE ||
 607             pci->deviceID != PCI_DEVICE_ID_VMWARE_VMI) {
 608                 /* Allow it to run... anyways, but warn */
 609                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM from unknown manufacturer\n");
 610         }
 611
 612         if (rom->pnp_header_offs) {
 613                 pnp = (struct pnp_header *)((char *)rom+rom->pnp_header_offs);
 614                 if (pnp->manufacturer_offset)
 615                         manufacturer = (const char *)rom+pnp->manufacturer_offset;
 616                 if (pnp->product_offset)
 617                         product = (const char *)rom+pnp->product_offset;
 618         }
 619
 620         if (rom->license_offs)
 621                 license = (char *)rom+rom->license_offs;
 622
 623         printk(KERN_INFO "VMI: Found %s %s, API version %d.%d, ROM version %d.%d\n",
 624                 manufacturer, product,
 625                 rom->api_version_maj, rom->api_version_min,
 626                 pci->rom_version_maj, pci->rom_version_min);
 627
 628         /* Don't allow BSD/MIT here for now because we don't want to end up
 629            with any binary only shim layers */
 630         if (strcmp(license, "GPL") && strcmp(license, "GPL v2")) {
 631                 printk(KERN_WARNING "VMI: Non GPL license `%s' found for ROM. Not used.\n",
 632                         license);
 633                 return 0;
 634         }
 635
 636         return 1;
 637 }
 638
 639 /*
 640  * Probe for the VMI option ROM
 641  */
 642 static inline int __init probe_vmi_rom(void)
 643 {
 644         unsigned long base;
 645
 646         /* VMI ROM is in option ROM area, check signature */
 647         for (base = 0xC0000; base < 0xE0000; base += 2048) {
 648                 struct vrom_header *romstart;
 649                 romstart = (struct vrom_header *)isa_bus_to_virt(base);
 650                 if (check_vmi_rom(romstart)) {
 651                         vmi_rom = romstart;
 652                         return 1;
 653                 }
 654         }
 655         return 0;
 656 }
 657
 658 /*
 659  * VMI setup common to all processors
 660  */
 661 void vmi_bringup(void)
 662 {
 663         /* We must establish the lowmem mapping for MMU ops to work */
 664         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
 665                 vmi_ops.set_linear_mapping(0, (void *)__PAGE_OFFSET, max_low_pfn, 0);
 666 }
 667
 668 /*
 669  * Return a pointer to a VMI function or NULL if unimplemented
 670  */
 671 static void *vmi_get_function(int vmicall)
 672 {
 673         u64 reloc;
 674         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 675         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, vmicall);
 676         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);
 677         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)
 678                 return (void *)rel->eip;
 679         else
 680                 return NULL;
 681 }
 682
 683 /*
 684  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 685  * For unimplemented operations, fall back to default, unless nop
 686  * is returned by the ROM.
 687  */
 688 #define para_fill(opname, vmicall)                              \
 689 do {                                                            \
 690         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 691                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 692         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)               \
 693                 paravirt_ops.opname = (void *)rel->eip;         \
 694         else if (rel->type == VMI_RELOCATION_NOP)               \
 695                 paravirt_ops.opname = (void *)vmi_nop;          \
 696         else if (rel->type != VMI_RELOCATION_NONE)              \
 697                 printk(KERN_WARNING "VMI: Unknown relocation "  \
 698                                     "type %d for " #vmicall"\n",\
 699                                         rel->type);             \
 700 } while (0)
 701
 702 /*
 703  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 704  * For cached operations which do not match the VMI ROM ABI and must
 705  * go through a tranlation stub.  Ignore NOPs, since it is not clear
 706  * a NOP * VMI function corresponds to a NOP paravirt-op when the
 707  * functions are not in 1-1 correspondence.
 708  */
 709 #define para_wrap(opname, wrapper, cache, vmicall)              \
 710 do {                                                            \
 711         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 712                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 713         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);           \
 714         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL) {             \
 715                 paravirt_ops.opname = wrapper;                  \
 716                 vmi_ops.cache = (void *)rel->eip;               \
 717         }                                                       \
 718 } while (0)
 719
 720 /*
 721  * Activate the VMI interface and switch into paravirtualized mode
 722  */
 723 static inline int __init activate_vmi(void)
 724 {
 725         short kernel_cs;
 726         u64 reloc;
 727         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 728
 729         if (call_vrom_func(vmi_rom, vmi_init) != 0) {
 730                 printk(KERN_ERR "VMI ROM failed to initialize!");
 731                 return 0;
 732         }
 733         savesegment(cs, kernel_cs);
 734
 735         paravirt_ops.paravirt_enabled = 1;
 736         paravirt_ops.kernel_rpl = kernel_cs & SEGMENT_RPL_MASK;
 737
 738         paravirt_ops.patch = vmi_patch;
 739         paravirt_ops.name = "vmi";
 740
 741         /*
 742          * Many of these operations are ABI compatible with VMI.
 743          * This means we can fill in the paravirt-ops with direct
 744          * pointers into the VMI ROM.  If the calling convention for
 745          * these operations changes, this code needs to be updated.
 746          *
 747          * Exceptions
 748          *  CPUID paravirt-op uses pointers, not the native ISA
 749          *  halt has no VMI equivalent; all VMI halts are "safe"
 750          *  no MSR support yet - just trap and emulate.  VMI uses the
 751          *    same ABI as the native ISA, but Linux wants exceptions
 752          *    from bogus MSR read / write handled
 753          *  rdpmc is not yet used in Linux
 754          */
 755
 756         /* CPUID is special, so very special it gets wrapped like a present */
 757         para_wrap(cpuid, vmi_cpuid, cpuid, CPUID);
 758
 759         para_fill(clts, CLTS);
 760         para_fill(get_debugreg, GetDR);
 761         para_fill(set_debugreg, SetDR);
 762         para_fill(read_cr0, GetCR0);
 763         para_fill(read_cr2, GetCR2);
 764         para_fill(read_cr3, GetCR3);
 765         para_fill(read_cr4, GetCR4);
 766         para_fill(write_cr0, SetCR0);
 767         para_fill(write_cr2, SetCR2);
 768         para_fill(write_cr3, SetCR3);
 769         para_fill(write_cr4, SetCR4);
 770         para_fill(save_fl, GetInterruptMask);
 771         para_fill(restore_fl, SetInterruptMask);
 772         para_fill(irq_disable, DisableInterrupts);
 773         para_fill(irq_enable, EnableInterrupts);
 774
 775         para_fill(wbinvd, WBINVD);
 776         para_fill(read_tsc, RDTSC);
 777
 778         /* The following we emulate with trap and emulate for now */
 779         /* paravirt_ops.read_msr = vmi_rdmsr */
 780         /* paravirt_ops.write_msr = vmi_wrmsr */
 781         /* paravirt_ops.rdpmc = vmi_rdpmc */
 782
 783         /* TR interface doesn't pass TR value, wrap */
 784         para_wrap(load_tr_desc, vmi_set_tr, set_tr, SetTR);
 785
 786         /* LDT is special, too */
 787         para_wrap(set_ldt, vmi_set_ldt, _set_ldt, SetLDT);
 788
 789         para_fill(load_gdt, SetGDT);
 790         para_fill(load_idt, SetIDT);
 791         para_fill(store_gdt, GetGDT);
 792         para_fill(store_idt, GetIDT);
 793         para_fill(store_tr, GetTR);
 794         paravirt_ops.load_tls = vmi_load_tls;
 795         para_fill(write_ldt_entry, WriteLDTEntry);
 796         para_fill(write_gdt_entry, WriteGDTEntry);
 797         para_fill(write_idt_entry, WriteIDTEntry);
 798         para_wrap(load_esp0, vmi_load_esp0, set_kernel_stack, UpdateKernelStack);
 799         para_fill(set_iopl_mask, SetIOPLMask);
 800         para_fill(io_delay, IODelay);
 801         para_wrap(set_lazy_mode, vmi_set_lazy_mode, set_lazy_mode, SetLazyMode);
 802
 803         /* user and kernel flush are just handled with different flags to FlushTLB */
 804         para_wrap(flush_tlb_user, vmi_flush_tlb_user, _flush_tlb, FlushTLB);
 805         para_wrap(flush_tlb_kernel, vmi_flush_tlb_kernel, _flush_tlb, FlushTLB);
 806         para_fill(flush_tlb_single, InvalPage);
 807
 808         /*
 809          * Until a standard flag format can be agreed on, we need to
 810          * implement these as wrappers in Linux.  Get the VMI ROM
 811          * function pointers for the two backend calls.
 812          */
 813 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 814         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxELong);
 815         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxELong);
 816 #else
 817         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxE);
 818         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxE);
 819 #endif
 820
 821         if (vmi_ops.set_pte) {
 822                 paravirt_ops.set_pte = vmi_set_pte;
 823                 paravirt_ops.set_pte_at = vmi_set_pte_at;
 824                 paravirt_ops.set_pmd = vmi_set_pmd;
 825 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 826                 paravirt_ops.set_pte_atomic = vmi_set_pte_atomic;
 827                 paravirt_ops.set_pte_present = vmi_set_pte_present;
 828                 paravirt_ops.set_pud = vmi_set_pud;
 829                 paravirt_ops.pte_clear = vmi_pte_clear;
 830                 paravirt_ops.pmd_clear = vmi_pmd_clear;
 831 #endif
 832         }
 833
 834         if (vmi_ops.update_pte) {
 835                 paravirt_ops.pte_update = vmi_update_pte;
 836                 paravirt_ops.pte_update_defer = vmi_update_pte_defer;
 837         }
 838
 839         vmi_ops.allocate_page = vmi_get_function(VMI_CALL_AllocatePage);
 840         if (vmi_ops.allocate_page) {
 841                 paravirt_ops.alloc_pt = vmi_allocate_pt;
 842                 paravirt_ops.alloc_pd = vmi_allocate_pd;
 843                 paravirt_ops.alloc_pd_clone = vmi_allocate_pd_clone;
 844         }
 845
 846         vmi_ops.release_page = vmi_get_function(VMI_CALL_ReleasePage);
 847         if (vmi_ops.release_page) {
 848                 paravirt_ops.release_pt = vmi_release_pt;
 849                 paravirt_ops.release_pd = vmi_release_pd;
 850         }
 851
 852         /* Set linear is needed in all cases */
 853         vmi_ops.set_linear_mapping = vmi_get_function(VMI_CALL_SetLinearMapping);
 854 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 855         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
 856                 paravirt_ops.kmap_atomic_pte = vmi_kmap_atomic_pte;
 857 #endif
 858
 859         /*
 860          * These MUST always be patched.  Don't support indirect jumps
 861          * through these operations, as the VMI interface may use either
 862          * a jump or a call to get to these operations, depending on
 863          * the backend.  They are performance critical anyway, so requiring
 864          * a patch is not a big problem.
 865          */
 866         paravirt_ops.irq_enable_sysexit = (void *)0xfeedbab0;
 867         paravirt_ops.iret = (void *)0xbadbab0;
 868
 869 #ifdef CONFIG_SMP
 870         para_wrap(startup_ipi_hook, vmi_startup_ipi_hook, set_initial_ap_state, SetInitialAPState);
 871 #endif
 872
 873 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 874         para_fill(apic_read, APICRead);
 875         para_fill(apic_write, APICWrite);
 876         para_fill(apic_write_atomic, APICWrite);
 877 #endif
 878
 879         /*
 880          * Check for VMI timer functionality by probing for a cycle frequency method
 881          */
 882         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, VMI_CALL_GetCycleFrequency);
 883         if (!disable_vmi_timer && rel->type != VMI_RELOCATION_NONE) {
 884                 vmi_timer_ops.get_cycle_frequency = (void *)rel->eip;
 885                 vmi_timer_ops.get_cycle_counter =
 886                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetCycleCounter);
 887                 vmi_timer_ops.get_wallclock =
 888                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetWallclockTime);
 889                 vmi_timer_ops.wallclock_updated =
 890                         vmi_get_function(VMI_CALL_WallclockUpdated);
 891                 vmi_timer_ops.set_alarm = vmi_get_function(VMI_CALL_SetAlarm);
 892                 vmi_timer_ops.cancel_alarm =
 893                          vmi_get_function(VMI_CALL_CancelAlarm);
 894                 paravirt_ops.time_init = vmi_time_init;
 895                 paravirt_ops.get_wallclock = vmi_get_wallclock;
 896                 paravirt_ops.set_wallclock = vmi_set_wallclock;
 897 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 898                 paravirt_ops.setup_boot_clock = vmi_time_bsp_init;
 899                 paravirt_ops.setup_secondary_clock = vmi_time_ap_init;
 900 #endif
 901                 paravirt_ops.sched_clock = vmi_sched_clock;
 902                 paravirt_ops.get_cpu_khz = vmi_cpu_khz;
 903
 904                 /* We have true wallclock functions; disable CMOS clock sync */
 905                 no_sync_cmos_clock = 1;
 906         } else {
 907                 disable_noidle = 1;
 908                 disable_vmi_timer = 1;
 909         }
 910
 911         para_fill(safe_halt, Halt);
 912
 913         /*
 914          * Alternative instruction rewriting doesn't happen soon enough
 915          * to convert VMI_IRET to a call instead of a jump; so we have
 916          * to do this before IRQs get reenabled.  Fortunately, it is
 917          * idempotent.
 918          */
 919         apply_paravirt(__parainstructions, __parainstructions_end);
 920
 921         vmi_bringup();
 922
 923         return 1;
 924 }
 925
 926 #undef para_fill
 927
 928 void __init vmi_init(void)
 929 {
 930         unsigned long flags;
 931
 932         if (!vmi_rom)
 933                 probe_vmi_rom();
 934         else
 935                 check_vmi_rom(vmi_rom);
 936
 937         /* In case probing for or validating the ROM failed, basil */
 938         if (!vmi_rom)
 939                 return;
 940
 941         reserve_top_address(-vmi_rom->virtual_top);
 942
 943         local_irq_save(flags);
 944         activate_vmi();
 945
 946 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 947         /* This is virtual hardware; timer routing is wired correctly */
 948         no_timer_check = 1;
 949 #endif
 950         local_irq_restore(flags & X86_EFLAGS_IF);
 951 }
 952
 953 static int __init parse_vmi(char *arg)
 954 {
 955         if (!arg)
 956                 return -EINVAL;
 957
 958         if (!strcmp(arg, "disable_pge")) {
 959                 clear_bit(X86_FEATURE_PGE, boot_cpu_data.x86_capability);
 960                 disable_pge = 1;
 961         } else if (!strcmp(arg, "disable_pse")) {
 962                 clear_bit(X86_FEATURE_PSE, boot_cpu_data.x86_capability);
 963                 disable_pse = 1;
 964         } else if (!strcmp(arg, "disable_sep")) {
 965                 clear_bit(X86_FEATURE_SEP, boot_cpu_data.x86_capability);
 966                 disable_sep = 1;
 967         } else if (!strcmp(arg, "disable_tsc")) {
 968                 clear_bit(X86_FEATURE_TSC, boot_cpu_data.x86_capability);
 969                 disable_tsc = 1;
 970         } else if (!strcmp(arg, "disable_mtrr")) {
 971                 clear_bit(X86_FEATURE_MTRR, boot_cpu_data.x86_capability);
 972                 disable_mtrr = 1;
 973         } else if (!strcmp(arg, "disable_timer")) {
 974                 disable_vmi_timer = 1;
 975                 disable_noidle = 1;
 976         } else if (!strcmp(arg, "disable_noidle"))
 977                 disable_noidle = 1;
 978         return 0;
 979 }
 980
 981 early_param("vmi", parse_vmi);