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