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