arch/x86/kernel/vmi_32.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 (*write_idt_entry)(struct desc_struct *, int, u32, u32);
  66         void (*write_gdt_entry)(struct desc_struct *, int, u32, u32);
  67         void (*write_ldt_entry)(struct desc_struct *, int, u32, u32);
  68         void (*set_kernel_stack)(u32 selector, u32 sp0);
  69         void (*allocate_page)(u32, u32, u32, u32, u32);
  70         void (*release_page)(u32, u32);
  71         void (*set_pte)(pte_t, pte_t *, unsigned);
  72         void (*update_pte)(pte_t *, unsigned);
  73         void (*set_linear_mapping)(int, void *, u32, u32);
  74         void (*_flush_tlb)(int);
  75         void (*set_initial_ap_state)(int, int);
  76         void (*halt)(void);
  77         void (*set_lazy_mode)(int mode);
  78 } vmi_ops;
  79
  80 /* Cached VMI operations */
  81 struct vmi_timer_ops vmi_timer_ops;
  82
  83 /*
  84  * VMI patching routines.
  85  */
  86 #define MNEM_CALL 0xe8
  87 #define MNEM_JMP  0xe9
  88 #define MNEM_RET  0xc3
  89
  90 #define IRQ_PATCH_INT_MASK 0
  91 #define IRQ_PATCH_DISABLE  5
  92
  93 static inline void patch_offset(void *insnbuf,
  94                                 unsigned long ip, unsigned long dest)
  95 {
  96         *(unsigned long *)(insnbuf+1) = dest-ip-5;
  97 }
  98
  99 static unsigned patch_internal(int call, unsigned len, void *insnbuf,
 100                                unsigned long ip)
 101 {
 102         u64 reloc;
 103         struct vmi_relocation_info *const rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 104         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, call);
 105         switch(rel->type) {
 106                 case VMI_RELOCATION_CALL_REL:
 107                         BUG_ON(len < 5);
 108                         *(char *)insnbuf = MNEM_CALL;
 109                         patch_offset(insnbuf, ip, (unsigned long)rel->eip);
 110                         return 5;
 111
 112                 case VMI_RELOCATION_JUMP_REL:
 113                         BUG_ON(len < 5);
 114                         *(char *)insnbuf = MNEM_JMP;
 115                         patch_offset(insnbuf, ip, (unsigned long)rel->eip);
 116                         return 5;
 117
 118                 case VMI_RELOCATION_NOP:
 119                         /* obliterate the whole thing */
 120                         return 0;
 121
 122                 case VMI_RELOCATION_NONE:
 123                         /* leave native code in place */
 124                         break;
 125
 126                 default:
 127                         BUG();
 128         }
 129         return len;
 130 }
 131
 132 /*
 133  * Apply patch if appropriate, return length of new instruction
 134  * sequence.  The callee does nop padding for us.
 135  */
 136 static unsigned vmi_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insns,
 137                           unsigned long ip, unsigned len)
 138 {
 139         switch (type) {
 140                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.irq_disable):
 141                         return patch_internal(VMI_CALL_DisableInterrupts, len,
 142                                               insns, ip);
 143                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.irq_enable):
 144                         return patch_internal(VMI_CALL_EnableInterrupts, len,
 145                                               insns, ip);
 146                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.restore_fl):
 147                         return patch_internal(VMI_CALL_SetInterruptMask, len,
 148                                               insns, ip);
 149                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.save_fl):
 150                         return patch_internal(VMI_CALL_GetInterruptMask, len,
 151                                               insns, ip);
 152                 case PARAVIRT_PATCH(pv_cpu_ops.iret):
 153                         return patch_internal(VMI_CALL_IRET, len, insns, ip);
 154                 case PARAVIRT_PATCH(pv_cpu_ops.irq_enable_sysexit):
 155                         return patch_internal(VMI_CALL_SYSEXIT, len, insns, ip);
 156                 default:
 157                         break;
 158         }
 159         return len;
 160 }
 161
 162 /* CPUID has non-C semantics, and paravirt-ops API doesn't match hardware ISA */
 163 static void vmi_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 164                                unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 165 {
 166         int override = 0;
 167         if (*ax == 1)
 168                 override = 1;
 169         asm volatile ("call *%6"
 170                       : "=a" (*ax),
 171                         "=b" (*bx),
 172                         "=c" (*cx),
 173                         "=d" (*dx)
 174                       : "0" (*ax), "2" (*cx), "r" (vmi_ops.cpuid));
 175         if (override) {
 176                 if (disable_pse)
 177                         *dx &= ~X86_FEATURE_PSE;
 178                 if (disable_pge)
 179                         *dx &= ~X86_FEATURE_PGE;
 180                 if (disable_sep)
 181                         *dx &= ~X86_FEATURE_SEP;
 182                 if (disable_tsc)
 183                         *dx &= ~X86_FEATURE_TSC;
 184                 if (disable_mtrr)
 185                         *dx &= ~X86_FEATURE_MTRR;
 186         }
 187 }
 188
 189 static inline void vmi_maybe_load_tls(struct desc_struct *gdt, int nr, struct desc_struct *new)
 190 {
 191         if (gdt[nr].a != new->a || gdt[nr].b != new->b)
 192                 write_gdt_entry(gdt, nr, new, 0);
 193 }
 194
 195 static void vmi_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 196 {
 197         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 198         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 0, &t->tls_array[0]);
 199         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 1, &t->tls_array[1]);
 200         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 2, &t->tls_array[2]);
 201 }
 202
 203 static void vmi_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 204 {
 205         unsigned cpu = smp_processor_id();
 206         struct desc_struct desc;
 207
 208         pack_descriptor(&desc, (unsigned long)addr,
 209                         entries * sizeof(struct desc_struct) - 1,
 210                         DESC_LDT, 0);
 211         write_gdt_entry(get_cpu_gdt_table(cpu), GDT_ENTRY_LDT, &desc, DESC_LDT);
 212         vmi_ops._set_ldt(entries ? GDT_ENTRY_LDT*sizeof(struct desc_struct) : 0);
 213 }
 214
 215 static void vmi_set_tr(void)
 216 {
 217         vmi_ops.set_tr(GDT_ENTRY_TSS*sizeof(struct desc_struct));
 218 }
 219
 220 static void vmi_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entry, const gate_desc *g)
 221 {
 222         u32 *idt_entry = (u32 *)g;
 223         vmi_ops.write_idt_entry(dt, entry, idt_entry[0], idt_entry[1]);
 224 }
 225
 226 static void vmi_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 227                                 const void *desc, int type)
 228 {
 229         u32 *gdt_entry = (u32 *)desc;
 230         vmi_ops.write_gdt_entry(dt, entry, gdt_entry[0], gdt_entry[1]);
 231 }
 232
 233 static void vmi_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 234                                 const void *desc)
 235 {
 236         u32 *ldt_entry = (u32 *)desc;
 237         vmi_ops.write_idt_entry(dt, entry, ldt_entry[0], ldt_entry[1]);
 238 }
 239
 240 static void vmi_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 241                                    struct thread_struct *thread)
 242 {
 243         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
 244
 245         /* This can only happen when SEP is enabled, no need to test "SEP"arately */
 246         if (unlikely(tss->x86_tss.ss1 != thread->sysenter_cs)) {
 247                 tss->x86_tss.ss1 = thread->sysenter_cs;
 248                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, thread->sysenter_cs, 0);
 249         }
 250         vmi_ops.set_kernel_stack(__KERNEL_DS, tss->x86_tss.sp0);
 251 }
 252
 253 static void vmi_flush_tlb_user(void)
 254 {
 255         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB);
 256 }
 257
 258 static void vmi_flush_tlb_kernel(void)
 259 {
 260         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB | VMI_FLUSH_GLOBAL);
 261 }
 262
 263 /* Stub to do nothing at all; used for delays and unimplemented calls */
 264 static void vmi_nop(void)
 265 {
 266 }
 267
 268 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGE_TYPE
 269
 270 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 271 #define MAX_BOOT_PTS (2048+4+1)
 272 #else
 273 #define MAX_BOOT_PTS (1024+1)
 274 #endif
 275
 276 /*
 277  * During boot, mem_map is not yet available in paging_init, so stash
 278  * all the boot page allocations here.
 279  */
 280 static struct {
 281         u32 pfn;
 282         int type;
 283 } boot_page_allocations[MAX_BOOT_PTS];
 284 static int num_boot_page_allocations;
 285 static int boot_allocations_applied;
 286
 287 void vmi_apply_boot_page_allocations(void)
 288 {
 289         int i;
 290         BUG_ON(!mem_map);
 291         for (i = 0; i < num_boot_page_allocations; i++) {
 292                 struct page *page = pfn_to_page(boot_page_allocations[i].pfn);
 293                 page->type = boot_page_allocations[i].type;
 294                 page->type = boot_page_allocations[i].type &
 295                                 ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 296         }
 297         boot_allocations_applied = 1;
 298 }
 299
 300 static void record_page_type(u32 pfn, int type)
 301 {
 302         BUG_ON(num_boot_page_allocations >= MAX_BOOT_PTS);
 303         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].pfn = pfn;
 304         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].type = type;
 305         num_boot_page_allocations++;
 306 }
 307
 308 static void check_zeroed_page(u32 pfn, int type, struct page *page)
 309 {
 310         u32 *ptr;
 311         int i;
 312         int limit = PAGE_SIZE / sizeof(int);
 313
 314         if (page_address(page))
 315                 ptr = (u32 *)page_address(page);
 316         else
 317                 ptr = (u32 *)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
 318         /*
 319          * When cloning the root in non-PAE mode, only the userspace
 320          * pdes need to be zeroed.
 321          */
 322         if (type & VMI_PAGE_CLONE)
 323                 limit = KERNEL_PGD_BOUNDARY;
 324         for (i = 0; i < limit; i++)
 325                 BUG_ON(ptr[i]);
 326 }
 327
 328 /*
 329  * We stash the page type into struct page so we can verify the page
 330  * types are used properly.
 331  */
 332 static void vmi_set_page_type(u32 pfn, int type)
 333 {
 334         /* PAE can have multiple roots per page - don't track */
 335         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
 336                 return;
 337
 338         if (boot_allocations_applied) {
 339                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 340                 if (type != VMI_PAGE_NORMAL)
 341                         BUG_ON(page->type);
 342                 else
 343                         BUG_ON(page->type == VMI_PAGE_NORMAL);
 344                 page->type = type & ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 345                 if (type & VMI_PAGE_ZEROED)
 346                         check_zeroed_page(pfn, type, page);
 347         } else {
 348                 record_page_type(pfn, type);
 349         }
 350 }
 351
 352 static void vmi_check_page_type(u32 pfn, int type)
 353 {
 354         /* PAE can have multiple roots per page - skip checks */
 355         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
 356                 return;
 357
 358         type &= ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 359         if (boot_allocations_applied) {
 360                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 361                 BUG_ON((page->type ^ type) & VMI_PAGE_PAE);
 362                 BUG_ON(type == VMI_PAGE_NORMAL && page->type);
 363                 BUG_ON((type & page->type) == 0);
 364         }
 365 }
 366 #else
 367 #define vmi_set_page_type(p,t) do { } while (0)
 368 #define vmi_check_page_type(p,t) do { } while (0)
 369 #endif
 370
 371 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 372 static void *vmi_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
 373 {
 374         void *va = kmap_atomic(page, type);
 375
 376         /*
 377          * Internally, the VMI ROM must map virtual addresses to physical
 378          * addresses for processing MMU updates.  By the time MMU updates
 379          * are issued, this information is typically already lost.
 380          * Fortunately, the VMI provides a cache of mapping slots for active
 381          * page tables.
 382          *
 383          * We use slot zero for the linear mapping of physical memory, and
 384          * in HIGHPTE kernels, slot 1 and 2 for KM_PTE0 and KM_PTE1.
 385          *
 386          *  args:                 SLOT                 VA    COUNT PFN
 387          */
 388         BUG_ON(type != KM_PTE0 && type != KM_PTE1);
 389         vmi_ops.set_linear_mapping((type - KM_PTE0)+1, va, 1, page_to_pfn(page));
 390
 391         return va;
 392 }
 393 #endif
 394
 395 static void vmi_allocate_pte(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 396 {
 397         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L1);
 398         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L1, 0, 0, 0);
 399 }
 400
 401 static void vmi_allocate_pmd(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 402 {
 403         /*
 404          * This call comes in very early, before mem_map is setup.
 405          * It is called only for swapper_pg_dir, which already has
 406          * data on it.
 407          */
 408         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2);
 409         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2, 0, 0, 0);
 410 }
 411
 412 static void vmi_allocate_pmd_clone(u32 pfn, u32 clonepfn, u32 start, u32 count)
 413 {
 414         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE);
 415         vmi_check_page_type(clonepfn, VMI_PAGE_L2);
 416         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE, clonepfn, start, count);
 417 }
 418
 419 static void vmi_release_pte(u32 pfn)
 420 {
 421         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L1);
 422         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
 423 }
 424
 425 static void vmi_release_pmd(u32 pfn)
 426 {
 427         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L2);
 428         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
 429 }
 430
 431 /*
 432  * Helper macros for MMU update flags.  We can defer updates until a flush
 433  * or page invalidation only if the update is to the current address space
 434  * (otherwise, there is no flush).  We must check against init_mm, since
 435  * this could be a kernel update, which usually passes init_mm, although
 436  * sometimes this check can be skipped if we know the particular function
 437  * is only called on user mode PTEs.  We could change the kernel to pass
 438  * current->active_mm here, but in particular, I was unsure if changing
 439  * mm/highmem.c to do this would still be correct on other architectures.
 440  */
 441 #define is_current_as(mm, mustbeuser) ((mm) == current->active_mm ||    \
 442                                        (!mustbeuser && (mm) == &init_mm))
 443 #define vmi_flags_addr(mm, addr, level, user)                           \
 444         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 445                 (VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 446 #define vmi_flags_addr_defer(mm, addr, level, user)                     \
 447         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 448                 (VMI_PAGE_DEFER | VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 449
 450 static void vmi_update_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 451 {
 452         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 453         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 454 }
 455
 456 static void vmi_update_pte_defer(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 457 {
 458         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 459         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 460 }
 461
 462 static void vmi_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 463 {
 464         /* XXX because of set_pmd_pte, this can be called on PT or PD layers */
 465         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE | VMI_PAGE_PD);
 466         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, VMI_PAGE_PT);
 467 }
 468
 469 static void vmi_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 470 {
 471         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 472         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 473 }
 474
 475 static void vmi_set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmdval)
 476 {
 477 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 478         const pte_t pte = { .pte = pmdval.pmd };
 479         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
 480 #else
 481         const pte_t pte = { pmdval.pud.pgd.pgd };
 482         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
 483 #endif
 484         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmdp, VMI_PAGE_PD);
 485 }
 486
 487 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 488
 489 static void vmi_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 490 {
 491         /*
 492          * XXX This is called from set_pmd_pte, but at both PT
 493          * and PD layers so the VMI_PAGE_PT flag is wrong.  But
 494          * it is only called for large page mapping changes,
 495          * the Xen backend, doesn't support large pages, and the
 496          * ESX backend doesn't depend on the flag.
 497          */
 498         set_64bit((unsigned long long *)ptep,pte_val(pteval));
 499         vmi_ops.update_pte(ptep, VMI_PAGE_PT);
 500 }
 501
 502 static void vmi_set_pte_present(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 503 {
 504         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 505         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 1));
 506 }
 507
 508 static void vmi_set_pud(pud_t *pudp, pud_t pudval)
 509 {
 510         /* Um, eww */
 511         const pte_t pte = { .pte = pudval.pgd.pgd };
 512         vmi_check_page_type(__pa(pudp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
 513         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pudp, VMI_PAGE_PDP);
 514 }
 515
 516 static void vmi_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 517 {
 518         const pte_t pte = { .pte = 0 };
 519         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 520         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 521 }
 522
 523 static void vmi_pmd_clear(pmd_t *pmd)
 524 {
 525         const pte_t pte = { .pte = 0 };
 526         vmi_check_page_type(__pa(pmd) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
 527         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmd, VMI_PAGE_PD);
 528 }
 529 #endif
 530
 531 #ifdef CONFIG_SMP
 532 static void __devinit
 533 vmi_startup_ipi_hook(int phys_apicid, unsigned long start_eip,
 534                      unsigned long start_esp)
 535 {
 536         struct vmi_ap_state ap;
 537
 538         /* Default everything to zero.  This is fine for most GPRs. */
 539         memset(&ap, 0, sizeof(struct vmi_ap_state));
 540
 541         ap.gdtr_limit = GDT_SIZE - 1;
 542         ap.gdtr_base = (unsigned long) get_cpu_gdt_table(phys_apicid);
 543
 544         ap.idtr_limit = IDT_ENTRIES * 8 - 1;
 545         ap.idtr_base = (unsigned long) idt_table;
 546
 547         ap.ldtr = 0;
 548
 549         ap.cs = __KERNEL_CS;
 550         ap.eip = (unsigned long) start_eip;
 551         ap.ss = __KERNEL_DS;
 552         ap.esp = (unsigned long) start_esp;
 553
 554         ap.ds = __USER_DS;
 555         ap.es = __USER_DS;
 556         ap.fs = __KERNEL_PERCPU;
 557         ap.gs = 0;
 558
 559         ap.eflags = 0;
 560
 561 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 562         /* efer should match BSP efer. */
 563         if (cpu_has_nx) {
 564                 unsigned l, h;
 565                 rdmsr(MSR_EFER, l, h);
 566                 ap.efer = (unsigned long long) h << 32 | l;
 567         }
 568 #endif
 569
 570         ap.cr3 = __pa(swapper_pg_dir);
 571         /* Protected mode, paging, AM, WP, NE, MP. */
 572         ap.cr0 = 0x80050023;
 573         ap.cr4 = mmu_cr4_features;
 574         vmi_ops.set_initial_ap_state((u32)&ap, phys_apicid);
 575 }
 576 #endif
 577
 578 static void vmi_enter_lazy_cpu(void)
 579 {
 580         paravirt_enter_lazy_cpu();
 581         vmi_ops.set_lazy_mode(2);
 582 }
 583
 584 static void vmi_enter_lazy_mmu(void)
 585 {
 586         paravirt_enter_lazy_mmu();
 587         vmi_ops.set_lazy_mode(1);
 588 }
 589
 590 static void vmi_leave_lazy(void)
 591 {
 592         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
 593         vmi_ops.set_lazy_mode(0);
 594 }
 595
 596 static inline int __init check_vmi_rom(struct vrom_header *rom)
 597 {
 598         struct pci_header *pci;
 599         struct pnp_header *pnp;
 600         const char *manufacturer = "UNKNOWN";
 601         const char *product = "UNKNOWN";
 602         const char *license = "unspecified";
 603
 604         if (rom->rom_signature != 0xaa55)
 605                 return 0;
 606         if (rom->vrom_signature != VMI_SIGNATURE)
 607                 return 0;
 608         if (rom->api_version_maj != VMI_API_REV_MAJOR ||
 609             rom->api_version_min+1 < VMI_API_REV_MINOR+1) {
 610                 printk(KERN_WARNING "VMI: Found mismatched rom version %d.%d\n",
 611                                 rom->api_version_maj,
 612                                 rom->api_version_min);
 613                 return 0;
 614         }
 615
 616         /*
 617          * Relying on the VMI_SIGNATURE field is not 100% safe, so check
 618          * the PCI header and device type to make sure this is really a
 619          * VMI device.
 620          */
 621         if (!rom->pci_header_offs) {
 622                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM does not contain PCI header.\n");
 623                 return 0;
 624         }
 625
 626         pci = (struct pci_header *)((char *)rom+rom->pci_header_offs);
 627         if (pci->vendorID != PCI_VENDOR_ID_VMWARE ||
 628             pci->deviceID != PCI_DEVICE_ID_VMWARE_VMI) {
 629                 /* Allow it to run... anyways, but warn */
 630                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM from unknown manufacturer\n");
 631         }
 632
 633         if (rom->pnp_header_offs) {
 634                 pnp = (struct pnp_header *)((char *)rom+rom->pnp_header_offs);
 635                 if (pnp->manufacturer_offset)
 636                         manufacturer = (const char *)rom+pnp->manufacturer_offset;
 637                 if (pnp->product_offset)
 638                         product = (const char *)rom+pnp->product_offset;
 639         }
 640
 641         if (rom->license_offs)
 642                 license = (char *)rom+rom->license_offs;
 643
 644         printk(KERN_INFO "VMI: Found %s %s, API version %d.%d, ROM version %d.%d\n",
 645                 manufacturer, product,
 646                 rom->api_version_maj, rom->api_version_min,
 647                 pci->rom_version_maj, pci->rom_version_min);
 648
 649         /* Don't allow BSD/MIT here for now because we don't want to end up
 650            with any binary only shim layers */
 651         if (strcmp(license, "GPL") && strcmp(license, "GPL v2")) {
 652                 printk(KERN_WARNING "VMI: Non GPL license `%s' found for ROM. Not used.\n",
 653                         license);
 654                 return 0;
 655         }
 656
 657         return 1;
 658 }
 659
 660 /*
 661  * Probe for the VMI option ROM
 662  */
 663 static inline int __init probe_vmi_rom(void)
 664 {
 665         unsigned long base;
 666
 667         /* VMI ROM is in option ROM area, check signature */
 668         for (base = 0xC0000; base < 0xE0000; base += 2048) {
 669                 struct vrom_header *romstart;
 670                 romstart = (struct vrom_header *)isa_bus_to_virt(base);
 671                 if (check_vmi_rom(romstart)) {
 672                         vmi_rom = romstart;
 673                         return 1;
 674                 }
 675         }
 676         return 0;
 677 }
 678
 679 /*
 680  * VMI setup common to all processors
 681  */
 682 void vmi_bringup(void)
 683 {
 684         /* We must establish the lowmem mapping for MMU ops to work */
 685         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
 686                 vmi_ops.set_linear_mapping(0, (void *)__PAGE_OFFSET, max_low_pfn, 0);
 687 }
 688
 689 /*
 690  * Return a pointer to a VMI function or NULL if unimplemented
 691  */
 692 static void *vmi_get_function(int vmicall)
 693 {
 694         u64 reloc;
 695         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 696         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, vmicall);
 697         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);
 698         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)
 699                 return (void *)rel->eip;
 700         else
 701                 return NULL;
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 706  * For unimplemented operations, fall back to default, unless nop
 707  * is returned by the ROM.
 708  */
 709 #define para_fill(opname, vmicall)                              \
 710 do {                                                            \
 711         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 712                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 713         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)               \
 714                 opname = (void *)rel->eip;                      \
 715         else if (rel->type == VMI_RELOCATION_NOP)               \
 716                 opname = (void *)vmi_nop;                       \
 717         else if (rel->type != VMI_RELOCATION_NONE)              \
 718                 printk(KERN_WARNING "VMI: Unknown relocation "  \
 719                                     "type %d for " #vmicall"\n",\
 720                                         rel->type);             \
 721 } while (0)
 722
 723 /*
 724  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 725  * For cached operations which do not match the VMI ROM ABI and must
 726  * go through a tranlation stub.  Ignore NOPs, since it is not clear
 727  * a NOP * VMI function corresponds to a NOP paravirt-op when the
 728  * functions are not in 1-1 correspondence.
 729  */
 730 #define para_wrap(opname, wrapper, cache, vmicall)              \
 731 do {                                                            \
 732         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 733                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 734         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);           \
 735         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL) {             \
 736                 opname = wrapper;                               \
 737                 vmi_ops.cache = (void *)rel->eip;               \
 738         }                                                       \
 739 } while (0)
 740
 741 /*
 742  * Activate the VMI interface and switch into paravirtualized mode
 743  */
 744 static inline int __init activate_vmi(void)
 745 {
 746         short kernel_cs;
 747         u64 reloc;
 748         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 749
 750         if (call_vrom_func(vmi_rom, vmi_init) != 0) {
 751                 printk(KERN_ERR "VMI ROM failed to initialize!");
 752                 return 0;
 753         }
 754         savesegment(cs, kernel_cs);
 755
 756         pv_info.paravirt_enabled = 1;
 757         pv_info.kernel_rpl = kernel_cs & SEGMENT_RPL_MASK;
 758         pv_info.name = "vmi";
 759
 760         pv_init_ops.patch = vmi_patch;
 761
 762         /*
 763          * Many of these operations are ABI compatible with VMI.
 764          * This means we can fill in the paravirt-ops with direct
 765          * pointers into the VMI ROM.  If the calling convention for
 766          * these operations changes, this code needs to be updated.
 767          *
 768          * Exceptions
 769          *  CPUID paravirt-op uses pointers, not the native ISA
 770          *  halt has no VMI equivalent; all VMI halts are "safe"
 771          *  no MSR support yet - just trap and emulate.  VMI uses the
 772          *    same ABI as the native ISA, but Linux wants exceptions
 773          *    from bogus MSR read / write handled
 774          *  rdpmc is not yet used in Linux
 775          */
 776
 777         /* CPUID is special, so very special it gets wrapped like a present */
 778         para_wrap(pv_cpu_ops.cpuid, vmi_cpuid, cpuid, CPUID);
 779
 780         para_fill(pv_cpu_ops.clts, CLTS);
 781         para_fill(pv_cpu_ops.get_debugreg, GetDR);
 782         para_fill(pv_cpu_ops.set_debugreg, SetDR);
 783         para_fill(pv_cpu_ops.read_cr0, GetCR0);
 784         para_fill(pv_mmu_ops.read_cr2, GetCR2);
 785         para_fill(pv_mmu_ops.read_cr3, GetCR3);
 786         para_fill(pv_cpu_ops.read_cr4, GetCR4);
 787         para_fill(pv_cpu_ops.write_cr0, SetCR0);
 788         para_fill(pv_mmu_ops.write_cr2, SetCR2);
 789         para_fill(pv_mmu_ops.write_cr3, SetCR3);
 790         para_fill(pv_cpu_ops.write_cr4, SetCR4);
 791         para_fill(pv_irq_ops.save_fl, GetInterruptMask);
 792         para_fill(pv_irq_ops.restore_fl, SetInterruptMask);
 793         para_fill(pv_irq_ops.irq_disable, DisableInterrupts);
 794         para_fill(pv_irq_ops.irq_enable, EnableInterrupts);
 795
 796         para_fill(pv_cpu_ops.wbinvd, WBINVD);
 797         para_fill(pv_cpu_ops.read_tsc, RDTSC);
 798
 799         /* The following we emulate with trap and emulate for now */
 800         /* paravirt_ops.read_msr = vmi_rdmsr */
 801         /* paravirt_ops.write_msr = vmi_wrmsr */
 802         /* paravirt_ops.rdpmc = vmi_rdpmc */
 803
 804         /* TR interface doesn't pass TR value, wrap */
 805         para_wrap(pv_cpu_ops.load_tr_desc, vmi_set_tr, set_tr, SetTR);
 806
 807         /* LDT is special, too */
 808         para_wrap(pv_cpu_ops.set_ldt, vmi_set_ldt, _set_ldt, SetLDT);
 809
 810         para_fill(pv_cpu_ops.load_gdt, SetGDT);
 811         para_fill(pv_cpu_ops.load_idt, SetIDT);
 812         para_fill(pv_cpu_ops.store_gdt, GetGDT);
 813         para_fill(pv_cpu_ops.store_idt, GetIDT);
 814         para_fill(pv_cpu_ops.store_tr, GetTR);
 815         pv_cpu_ops.load_tls = vmi_load_tls;
 816         para_wrap(pv_cpu_ops.write_ldt_entry, vmi_write_ldt_entry,
 817                   write_ldt_entry, WriteLDTEntry);
 818         para_wrap(pv_cpu_ops.write_gdt_entry, vmi_write_gdt_entry,
 819                   write_gdt_entry, WriteGDTEntry);
 820         para_wrap(pv_cpu_ops.write_idt_entry, vmi_write_idt_entry,
 821                   write_idt_entry, WriteIDTEntry);
 822         para_wrap(pv_cpu_ops.load_sp0, vmi_load_sp0, set_kernel_stack, UpdateKernelStack);
 823         para_fill(pv_cpu_ops.set_iopl_mask, SetIOPLMask);
 824         para_fill(pv_cpu_ops.io_delay, IODelay);
 825
 826         para_wrap(pv_cpu_ops.lazy_mode.enter, vmi_enter_lazy_cpu,
 827                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 828         para_wrap(pv_cpu_ops.lazy_mode.leave, vmi_leave_lazy,
 829                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 830
 831         para_wrap(pv_mmu_ops.lazy_mode.enter, vmi_enter_lazy_mmu,
 832                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 833         para_wrap(pv_mmu_ops.lazy_mode.leave, vmi_leave_lazy,
 834                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 835
 836         /* user and kernel flush are just handled with different flags to FlushTLB */
 837         para_wrap(pv_mmu_ops.flush_tlb_user, vmi_flush_tlb_user, _flush_tlb, FlushTLB);
 838         para_wrap(pv_mmu_ops.flush_tlb_kernel, vmi_flush_tlb_kernel, _flush_tlb, FlushTLB);
 839         para_fill(pv_mmu_ops.flush_tlb_single, InvalPage);
 840
 841         /*
 842          * Until a standard flag format can be agreed on, we need to
 843          * implement these as wrappers in Linux.  Get the VMI ROM
 844          * function pointers for the two backend calls.
 845          */
 846 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 847         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxELong);
 848         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxELong);
 849 #else
 850         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxE);
 851         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxE);
 852 #endif
 853
 854         if (vmi_ops.set_pte) {
 855                 pv_mmu_ops.set_pte = vmi_set_pte;
 856                 pv_mmu_ops.set_pte_at = vmi_set_pte_at;
 857                 pv_mmu_ops.set_pmd = vmi_set_pmd;
 858 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 859                 pv_mmu_ops.set_pte_atomic = vmi_set_pte_atomic;
 860                 pv_mmu_ops.set_pte_present = vmi_set_pte_present;
 861                 pv_mmu_ops.set_pud = vmi_set_pud;
 862                 pv_mmu_ops.pte_clear = vmi_pte_clear;
 863                 pv_mmu_ops.pmd_clear = vmi_pmd_clear;
 864 #endif
 865         }
 866
 867         if (vmi_ops.update_pte) {
 868                 pv_mmu_ops.pte_update = vmi_update_pte;
 869                 pv_mmu_ops.pte_update_defer = vmi_update_pte_defer;
 870         }
 871
 872         vmi_ops.allocate_page = vmi_get_function(VMI_CALL_AllocatePage);
 873         if (vmi_ops.allocate_page) {
 874                 pv_mmu_ops.alloc_pte = vmi_allocate_pte;
 875                 pv_mmu_ops.alloc_pmd = vmi_allocate_pmd;
 876                 pv_mmu_ops.alloc_pmd_clone = vmi_allocate_pmd_clone;
 877         }
 878
 879         vmi_ops.release_page = vmi_get_function(VMI_CALL_ReleasePage);
 880         if (vmi_ops.release_page) {
 881                 pv_mmu_ops.release_pte = vmi_release_pte;
 882                 pv_mmu_ops.release_pmd = vmi_release_pmd;
 883         }
 884
 885         /* Set linear is needed in all cases */
 886         vmi_ops.set_linear_mapping = vmi_get_function(VMI_CALL_SetLinearMapping);
 887 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 888         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
 889                 pv_mmu_ops.kmap_atomic_pte = vmi_kmap_atomic_pte;
 890 #endif
 891
 892         /*
 893          * These MUST always be patched.  Don't support indirect jumps
 894          * through these operations, as the VMI interface may use either
 895          * a jump or a call to get to these operations, depending on
 896          * the backend.  They are performance critical anyway, so requiring
 897          * a patch is not a big problem.
 898          */
 899         pv_cpu_ops.irq_enable_sysexit = (void *)0xfeedbab0;
 900         pv_cpu_ops.iret = (void *)0xbadbab0;
 901
 902 #ifdef CONFIG_SMP
 903         para_wrap(pv_apic_ops.startup_ipi_hook, vmi_startup_ipi_hook, set_initial_ap_state, SetInitialAPState);
 904 #endif
 905
 906 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 907         para_fill(pv_apic_ops.apic_read, APICRead);
 908         para_fill(pv_apic_ops.apic_write, APICWrite);
 909         para_fill(pv_apic_ops.apic_write_atomic, APICWrite);
 910 #endif
 911
 912         /*
 913          * Check for VMI timer functionality by probing for a cycle frequency method
 914          */
 915         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, VMI_CALL_GetCycleFrequency);
 916         if (!disable_vmi_timer && rel->type != VMI_RELOCATION_NONE) {
 917                 vmi_timer_ops.get_cycle_frequency = (void *)rel->eip;
 918                 vmi_timer_ops.get_cycle_counter =
 919                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetCycleCounter);
 920                 vmi_timer_ops.get_wallclock =
 921                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetWallclockTime);
 922                 vmi_timer_ops.wallclock_updated =
 923                         vmi_get_function(VMI_CALL_WallclockUpdated);
 924                 vmi_timer_ops.set_alarm = vmi_get_function(VMI_CALL_SetAlarm);
 925                 vmi_timer_ops.cancel_alarm =
 926                          vmi_get_function(VMI_CALL_CancelAlarm);
 927                 pv_time_ops.time_init = vmi_time_init;
 928                 pv_time_ops.get_wallclock = vmi_get_wallclock;
 929                 pv_time_ops.set_wallclock = vmi_set_wallclock;
 930 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 931                 pv_apic_ops.setup_boot_clock = vmi_time_bsp_init;
 932                 pv_apic_ops.setup_secondary_clock = vmi_time_ap_init;
 933 #endif
 934                 pv_time_ops.sched_clock = vmi_sched_clock;
 935                 pv_time_ops.get_tsc_khz = vmi_tsc_khz;
 936
 937                 /* We have true wallclock functions; disable CMOS clock sync */
 938                 no_sync_cmos_clock = 1;
 939         } else {
 940                 disable_noidle = 1;
 941                 disable_vmi_timer = 1;
 942         }
 943
 944         para_fill(pv_irq_ops.safe_halt, Halt);
 945
 946         /*
 947          * Alternative instruction rewriting doesn't happen soon enough
 948          * to convert VMI_IRET to a call instead of a jump; so we have
 949          * to do this before IRQs get reenabled.  Fortunately, it is
 950          * idempotent.
 951          */
 952         apply_paravirt(__parainstructions, __parainstructions_end);
 953
 954         vmi_bringup();
 955
 956         return 1;
 957 }
 958
 959 #undef para_fill
 960
 961 void __init vmi_init(void)
 962 {
 963         unsigned long flags;
 964
 965         if (!vmi_rom)
 966                 probe_vmi_rom();
 967         else
 968                 check_vmi_rom(vmi_rom);
 969
 970         /* In case probing for or validating the ROM failed, basil */
 971         if (!vmi_rom)
 972                 return;
 973
 974         reserve_top_address(-vmi_rom->virtual_top);
 975
 976         local_irq_save(flags);
 977         activate_vmi();
 978
 979 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 980         /* This is virtual hardware; timer routing is wired correctly */
 981         no_timer_check = 1;
 982 #endif
 983         local_irq_restore(flags & X86_EFLAGS_IF);
 984 }
 985
 986 static int __init parse_vmi(char *arg)
 987 {
 988         if (!arg)
 989                 return -EINVAL;
 990
 991         if (!strcmp(arg, "disable_pge")) {
 992                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PGE);
 993                 disable_pge = 1;
 994         } else if (!strcmp(arg, "disable_pse")) {
 995                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PSE);
 996                 disable_pse = 1;
 997         } else if (!strcmp(arg, "disable_sep")) {
 998                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_SEP);
 999                 disable_sep = 1;
1000         } else if (!strcmp(arg, "disable_tsc")) {
1001                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_TSC);
1002                 disable_tsc = 1;
1003         } else if (!strcmp(arg, "disable_mtrr")) {
1004                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_MTRR);
1005                 disable_mtrr = 1;
1006         } else if (!strcmp(arg, "disable_timer")) {
1007                 disable_vmi_timer = 1;
1008                 disable_noidle = 1;
1009         } else if (!strcmp(arg, "disable_noidle"))
1010                 disable_noidle = 1;
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 early_param("vmi", parse_vmi);