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/pgalloc.h>
  37 #include <asm/processor.h>
  38 #include <asm/timer.h>
  39 #include <asm/vmi_time.h>
  40 #include <asm/kmap_types.h>
  41 #include <asm/setup.h>
  42
  43 /* Convenient for calling VMI functions indirectly in the ROM */
  44 typedef u32 __attribute__((regparm(1))) (VROMFUNC)(void);
  45 typedef u64 __attribute__((regparm(2))) (VROMLONGFUNC)(int);
  46
  47 #define call_vrom_func(rom,func) \
  48    (((VROMFUNC *)(rom->func))())
  49
  50 #define call_vrom_long_func(rom,func,arg) \
  51    (((VROMLONGFUNC *)(rom->func)) (arg))
  52
  53 static struct vrom_header *vmi_rom;
  54 static int disable_pge;
  55 static int disable_pse;
  56 static int disable_sep;
  57 static int disable_tsc;
  58 static int disable_mtrr;
  59 static int disable_noidle;
  60 static int disable_vmi_timer;
  61
  62 /* Cached VMI operations */
  63 static struct {
  64         void (*cpuid)(void /* non-c */);
  65         void (*_set_ldt)(u32 selector);
  66         void (*set_tr)(u32 selector);
  67         void (*write_idt_entry)(struct desc_struct *, int, u32, u32);
  68         void (*write_gdt_entry)(struct desc_struct *, int, u32, u32);
  69         void (*write_ldt_entry)(struct desc_struct *, int, u32, u32);
  70         void (*set_kernel_stack)(u32 selector, u32 sp0);
  71         void (*allocate_page)(u32, u32, u32, u32, u32);
  72         void (*release_page)(u32, u32);
  73         void (*set_pte)(pte_t, pte_t *, unsigned);
  74         void (*update_pte)(pte_t *, unsigned);
  75         void (*set_linear_mapping)(int, void *, u32, u32);
  76         void (*_flush_tlb)(int);
  77         void (*set_initial_ap_state)(int, int);
  78         void (*halt)(void);
  79         void (*set_lazy_mode)(int mode);
  80 } vmi_ops;
  81
  82 /* Cached VMI operations */
  83 struct vmi_timer_ops vmi_timer_ops;
  84
  85 /*
  86  * VMI patching routines.
  87  */
  88 #define MNEM_CALL 0xe8
  89 #define MNEM_JMP  0xe9
  90 #define MNEM_RET  0xc3
  91
  92 #define IRQ_PATCH_INT_MASK 0
  93 #define IRQ_PATCH_DISABLE  5
  94
  95 static inline void patch_offset(void *insnbuf,
  96                                 unsigned long ip, unsigned long dest)
  97 {
  98         *(unsigned long *)(insnbuf+1) = dest-ip-5;
  99 }
 100
 101 static unsigned patch_internal(int call, unsigned len, void *insnbuf,
 102                                unsigned long ip)
 103 {
 104         u64 reloc;
 105         struct vmi_relocation_info *const rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 106         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, call);
 107         switch(rel->type) {
 108                 case VMI_RELOCATION_CALL_REL:
 109                         BUG_ON(len < 5);
 110                         *(char *)insnbuf = MNEM_CALL;
 111                         patch_offset(insnbuf, ip, (unsigned long)rel->eip);
 112                         return 5;
 113
 114                 case VMI_RELOCATION_JUMP_REL:
 115                         BUG_ON(len < 5);
 116                         *(char *)insnbuf = MNEM_JMP;
 117                         patch_offset(insnbuf, ip, (unsigned long)rel->eip);
 118                         return 5;
 119
 120                 case VMI_RELOCATION_NOP:
 121                         /* obliterate the whole thing */
 122                         return 0;
 123
 124                 case VMI_RELOCATION_NONE:
 125                         /* leave native code in place */
 126                         break;
 127
 128                 default:
 129                         BUG();
 130         }
 131         return len;
 132 }
 133
 134 /*
 135  * Apply patch if appropriate, return length of new instruction
 136  * sequence.  The callee does nop padding for us.
 137  */
 138 static unsigned vmi_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insns,
 139                           unsigned long ip, unsigned len)
 140 {
 141         switch (type) {
 142                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.irq_disable):
 143                         return patch_internal(VMI_CALL_DisableInterrupts, len,
 144                                               insns, ip);
 145                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.irq_enable):
 146                         return patch_internal(VMI_CALL_EnableInterrupts, len,
 147                                               insns, ip);
 148                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.restore_fl):
 149                         return patch_internal(VMI_CALL_SetInterruptMask, len,
 150                                               insns, ip);
 151                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.save_fl):
 152                         return patch_internal(VMI_CALL_GetInterruptMask, len,
 153                                               insns, ip);
 154                 case PARAVIRT_PATCH(pv_cpu_ops.iret):
 155                         return patch_internal(VMI_CALL_IRET, len, insns, ip);
 156                 case PARAVIRT_PATCH(pv_cpu_ops.irq_enable_sysexit):
 157                         return patch_internal(VMI_CALL_SYSEXIT, len, insns, ip);
 158                 default:
 159                         break;
 160         }
 161         return len;
 162 }
 163
 164 /* CPUID has non-C semantics, and paravirt-ops API doesn't match hardware ISA */
 165 static void vmi_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 166                                unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 167 {
 168         int override = 0;
 169         if (*ax == 1)
 170                 override = 1;
 171         asm volatile ("call *%6"
 172                       : "=a" (*ax),
 173                         "=b" (*bx),
 174                         "=c" (*cx),
 175                         "=d" (*dx)
 176                       : "0" (*ax), "2" (*cx), "r" (vmi_ops.cpuid));
 177         if (override) {
 178                 if (disable_pse)
 179                         *dx &= ~X86_FEATURE_PSE;
 180                 if (disable_pge)
 181                         *dx &= ~X86_FEATURE_PGE;
 182                 if (disable_sep)
 183                         *dx &= ~X86_FEATURE_SEP;
 184                 if (disable_tsc)
 185                         *dx &= ~X86_FEATURE_TSC;
 186                 if (disable_mtrr)
 187                         *dx &= ~X86_FEATURE_MTRR;
 188         }
 189 }
 190
 191 static inline void vmi_maybe_load_tls(struct desc_struct *gdt, int nr, struct desc_struct *new)
 192 {
 193         if (gdt[nr].a != new->a || gdt[nr].b != new->b)
 194                 write_gdt_entry(gdt, nr, new, 0);
 195 }
 196
 197 static void vmi_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 198 {
 199         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 200         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 0, &t->tls_array[0]);
 201         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 1, &t->tls_array[1]);
 202         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 2, &t->tls_array[2]);
 203 }
 204
 205 static void vmi_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 206 {
 207         unsigned cpu = smp_processor_id();
 208         struct desc_struct desc;
 209
 210         pack_descriptor(&desc, (unsigned long)addr,
 211                         entries * sizeof(struct desc_struct) - 1,
 212                         DESC_LDT, 0);
 213         write_gdt_entry(get_cpu_gdt_table(cpu), GDT_ENTRY_LDT, &desc, DESC_LDT);
 214         vmi_ops._set_ldt(entries ? GDT_ENTRY_LDT*sizeof(struct desc_struct) : 0);
 215 }
 216
 217 static void vmi_set_tr(void)
 218 {
 219         vmi_ops.set_tr(GDT_ENTRY_TSS*sizeof(struct desc_struct));
 220 }
 221
 222 static void vmi_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entry, const gate_desc *g)
 223 {
 224         u32 *idt_entry = (u32 *)g;
 225         vmi_ops.write_idt_entry(dt, entry, idt_entry[0], idt_entry[1]);
 226 }
 227
 228 static void vmi_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 229                                 const void *desc, int type)
 230 {
 231         u32 *gdt_entry = (u32 *)desc;
 232         vmi_ops.write_gdt_entry(dt, entry, gdt_entry[0], gdt_entry[1]);
 233 }
 234
 235 static void vmi_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 236                                 const void *desc)
 237 {
 238         u32 *ldt_entry = (u32 *)desc;
 239         vmi_ops.write_ldt_entry(dt, entry, ldt_entry[0], ldt_entry[1]);
 240 }
 241
 242 static void vmi_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 243                                    struct thread_struct *thread)
 244 {
 245         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
 246
 247         /* This can only happen when SEP is enabled, no need to test "SEP"arately */
 248         if (unlikely(tss->x86_tss.ss1 != thread->sysenter_cs)) {
 249                 tss->x86_tss.ss1 = thread->sysenter_cs;
 250                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, thread->sysenter_cs, 0);
 251         }
 252         vmi_ops.set_kernel_stack(__KERNEL_DS, tss->x86_tss.sp0);
 253 }
 254
 255 static void vmi_flush_tlb_user(void)
 256 {
 257         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB);
 258 }
 259
 260 static void vmi_flush_tlb_kernel(void)
 261 {
 262         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB | VMI_FLUSH_GLOBAL);
 263 }
 264
 265 /* Stub to do nothing at all; used for delays and unimplemented calls */
 266 static void vmi_nop(void)
 267 {
 268 }
 269
 270 static void vmi_allocate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
 271 {
 272         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L1, 0, 0, 0);
 273 }
 274
 275 static void vmi_allocate_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
 276 {
 277         /*
 278          * This call comes in very early, before mem_map is setup.
 279          * It is called only for swapper_pg_dir, which already has
 280          * data on it.
 281          */
 282         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2, 0, 0, 0);
 283 }
 284
 285 static void vmi_allocate_pmd_clone(unsigned long pfn, unsigned long clonepfn, unsigned long start, unsigned long count)
 286 {
 287         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE, clonepfn, start, count);
 288 }
 289
 290 static void vmi_release_pte(unsigned long pfn)
 291 {
 292         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L1);
 293 }
 294
 295 static void vmi_release_pmd(unsigned long pfn)
 296 {
 297         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L2);
 298 }
 299
 300 /*
 301  * We use the pgd_free hook for releasing the pgd page:
 302  */
 303 static void vmi_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 304 {
 305         unsigned long pfn = __pa(pgd) >> PAGE_SHIFT;
 306
 307         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L2);
 308 }
 309
 310 /*
 311  * Helper macros for MMU update flags.  We can defer updates until a flush
 312  * or page invalidation only if the update is to the current address space
 313  * (otherwise, there is no flush).  We must check against init_mm, since
 314  * this could be a kernel update, which usually passes init_mm, although
 315  * sometimes this check can be skipped if we know the particular function
 316  * is only called on user mode PTEs.  We could change the kernel to pass
 317  * current->active_mm here, but in particular, I was unsure if changing
 318  * mm/highmem.c to do this would still be correct on other architectures.
 319  */
 320 #define is_current_as(mm, mustbeuser) ((mm) == current->active_mm ||    \
 321                                        (!mustbeuser && (mm) == &init_mm))
 322 #define vmi_flags_addr(mm, addr, level, user)                           \
 323         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 324                 (VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 325 #define vmi_flags_addr_defer(mm, addr, level, user)                     \
 326         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 327                 (VMI_PAGE_DEFER | VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 328
 329 static void vmi_update_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 330 {
 331         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 332 }
 333
 334 static void vmi_update_pte_defer(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 335 {
 336         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 337 }
 338
 339 static void vmi_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 340 {
 341         /* XXX because of set_pmd_pte, this can be called on PT or PD layers */
 342         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, VMI_PAGE_PT);
 343 }
 344
 345 static void vmi_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 346 {
 347         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 348 }
 349
 350 static void vmi_set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmdval)
 351 {
 352 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 353         const pte_t pte = { .pte = pmdval.pmd };
 354 #else
 355         const pte_t pte = { pmdval.pud.pgd.pgd };
 356 #endif
 357         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmdp, VMI_PAGE_PD);
 358 }
 359
 360 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 361
 362 static void vmi_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 363 {
 364         /*
 365          * XXX This is called from set_pmd_pte, but at both PT
 366          * and PD layers so the VMI_PAGE_PT flag is wrong.  But
 367          * it is only called for large page mapping changes,
 368          * the Xen backend, doesn't support large pages, and the
 369          * ESX backend doesn't depend on the flag.
 370          */
 371         set_64bit((unsigned long long *)ptep,pte_val(pteval));
 372         vmi_ops.update_pte(ptep, VMI_PAGE_PT);
 373 }
 374
 375 static void vmi_set_pud(pud_t *pudp, pud_t pudval)
 376 {
 377         /* Um, eww */
 378         const pte_t pte = { .pte = pudval.pgd.pgd };
 379         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pudp, VMI_PAGE_PDP);
 380 }
 381
 382 static void vmi_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 383 {
 384         const pte_t pte = { .pte = 0 };
 385         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 386 }
 387
 388 static void vmi_pmd_clear(pmd_t *pmd)
 389 {
 390         const pte_t pte = { .pte = 0 };
 391         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmd, VMI_PAGE_PD);
 392 }
 393 #endif
 394
 395 #ifdef CONFIG_SMP
 396 static void __devinit
 397 vmi_startup_ipi_hook(int phys_apicid, unsigned long start_eip,
 398                      unsigned long start_esp)
 399 {
 400         struct vmi_ap_state ap;
 401
 402         /* Default everything to zero.  This is fine for most GPRs. */
 403         memset(&ap, 0, sizeof(struct vmi_ap_state));
 404
 405         ap.gdtr_limit = GDT_SIZE - 1;
 406         ap.gdtr_base = (unsigned long) get_cpu_gdt_table(phys_apicid);
 407
 408         ap.idtr_limit = IDT_ENTRIES * 8 - 1;
 409         ap.idtr_base = (unsigned long) idt_table;
 410
 411         ap.ldtr = 0;
 412
 413         ap.cs = __KERNEL_CS;
 414         ap.eip = (unsigned long) start_eip;
 415         ap.ss = __KERNEL_DS;
 416         ap.esp = (unsigned long) start_esp;
 417
 418         ap.ds = __USER_DS;
 419         ap.es = __USER_DS;
 420         ap.fs = __KERNEL_PERCPU;
 421         ap.gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
 422
 423         ap.eflags = 0;
 424
 425 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 426         /* efer should match BSP efer. */
 427         if (cpu_has_nx) {
 428                 unsigned l, h;
 429                 rdmsr(MSR_EFER, l, h);
 430                 ap.efer = (unsigned long long) h << 32 | l;
 431         }
 432 #endif
 433
 434         ap.cr3 = __pa(swapper_pg_dir);
 435         /* Protected mode, paging, AM, WP, NE, MP. */
 436         ap.cr0 = 0x80050023;
 437         ap.cr4 = mmu_cr4_features;
 438         vmi_ops.set_initial_ap_state((u32)&ap, phys_apicid);
 439 }
 440 #endif
 441
 442 static void vmi_start_context_switch(struct task_struct *prev)
 443 {
 444         paravirt_start_context_switch(prev);
 445         vmi_ops.set_lazy_mode(2);
 446 }
 447
 448 static void vmi_end_context_switch(struct task_struct *next)
 449 {
 450         vmi_ops.set_lazy_mode(0);
 451         paravirt_end_context_switch(next);
 452 }
 453
 454 static void vmi_enter_lazy_mmu(void)
 455 {
 456         paravirt_enter_lazy_mmu();
 457         vmi_ops.set_lazy_mode(1);
 458 }
 459
 460 static void vmi_leave_lazy_mmu(void)
 461 {
 462         vmi_ops.set_lazy_mode(0);
 463         paravirt_leave_lazy_mmu();
 464 }
 465
 466 static inline int __init check_vmi_rom(struct vrom_header *rom)
 467 {
 468         struct pci_header *pci;
 469         struct pnp_header *pnp;
 470         const char *manufacturer = "UNKNOWN";
 471         const char *product = "UNKNOWN";
 472         const char *license = "unspecified";
 473
 474         if (rom->rom_signature != 0xaa55)
 475                 return 0;
 476         if (rom->vrom_signature != VMI_SIGNATURE)
 477                 return 0;
 478         if (rom->api_version_maj != VMI_API_REV_MAJOR ||
 479             rom->api_version_min+1 < VMI_API_REV_MINOR+1) {
 480                 printk(KERN_WARNING "VMI: Found mismatched rom version %d.%d\n",
 481                                 rom->api_version_maj,
 482                                 rom->api_version_min);
 483                 return 0;
 484         }
 485
 486         /*
 487          * Relying on the VMI_SIGNATURE field is not 100% safe, so check
 488          * the PCI header and device type to make sure this is really a
 489          * VMI device.
 490          */
 491         if (!rom->pci_header_offs) {
 492                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM does not contain PCI header.\n");
 493                 return 0;
 494         }
 495
 496         pci = (struct pci_header *)((char *)rom+rom->pci_header_offs);
 497         if (pci->vendorID != PCI_VENDOR_ID_VMWARE ||
 498             pci->deviceID != PCI_DEVICE_ID_VMWARE_VMI) {
 499                 /* Allow it to run... anyways, but warn */
 500                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM from unknown manufacturer\n");
 501         }
 502
 503         if (rom->pnp_header_offs) {
 504                 pnp = (struct pnp_header *)((char *)rom+rom->pnp_header_offs);
 505                 if (pnp->manufacturer_offset)
 506                         manufacturer = (const char *)rom+pnp->manufacturer_offset;
 507                 if (pnp->product_offset)
 508                         product = (const char *)rom+pnp->product_offset;
 509         }
 510
 511         if (rom->license_offs)
 512                 license = (char *)rom+rom->license_offs;
 513
 514         printk(KERN_INFO "VMI: Found %s %s, API version %d.%d, ROM version %d.%d\n",
 515                 manufacturer, product,
 516                 rom->api_version_maj, rom->api_version_min,
 517                 pci->rom_version_maj, pci->rom_version_min);
 518
 519         /* Don't allow BSD/MIT here for now because we don't want to end up
 520            with any binary only shim layers */
 521         if (strcmp(license, "GPL") && strcmp(license, "GPL v2")) {
 522                 printk(KERN_WARNING "VMI: Non GPL license `%s' found for ROM. Not used.\n",
 523                         license);
 524                 return 0;
 525         }
 526
 527         return 1;
 528 }
 529
 530 /*
 531  * Probe for the VMI option ROM
 532  */
 533 static inline int __init probe_vmi_rom(void)
 534 {
 535         unsigned long base;
 536
 537         /* VMI ROM is in option ROM area, check signature */
 538         for (base = 0xC0000; base < 0xE0000; base += 2048) {
 539                 struct vrom_header *romstart;
 540                 romstart = (struct vrom_header *)isa_bus_to_virt(base);
 541                 if (check_vmi_rom(romstart)) {
 542                         vmi_rom = romstart;
 543                         return 1;
 544                 }
 545         }
 546         return 0;
 547 }
 548
 549 /*
 550  * VMI setup common to all processors
 551  */
 552 void vmi_bringup(void)
 553 {
 554         /* We must establish the lowmem mapping for MMU ops to work */
 555         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
 556                 vmi_ops.set_linear_mapping(0, (void *)__PAGE_OFFSET, MAXMEM_PFN, 0);
 557 }
 558
 559 /*
 560  * Return a pointer to a VMI function or NULL if unimplemented
 561  */
 562 static void *vmi_get_function(int vmicall)
 563 {
 564         u64 reloc;
 565         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 566         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, vmicall);
 567         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);
 568         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)
 569                 return (void *)rel->eip;
 570         else
 571                 return NULL;
 572 }
 573
 574 /*
 575  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 576  * For unimplemented operations, fall back to default, unless nop
 577  * is returned by the ROM.
 578  */
 579 #define para_fill(opname, vmicall)                              \
 580 do {                                                            \
 581         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 582                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 583         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)               \
 584                 opname = (void *)rel->eip;                      \
 585         else if (rel->type == VMI_RELOCATION_NOP)               \
 586                 opname = (void *)vmi_nop;                       \
 587         else if (rel->type != VMI_RELOCATION_NONE)              \
 588                 printk(KERN_WARNING "VMI: Unknown relocation "  \
 589                                     "type %d for " #vmicall"\n",\
 590                                         rel->type);             \
 591 } while (0)
 592
 593 /*
 594  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 595  * For cached operations which do not match the VMI ROM ABI and must
 596  * go through a tranlation stub.  Ignore NOPs, since it is not clear
 597  * a NOP * VMI function corresponds to a NOP paravirt-op when the
 598  * functions are not in 1-1 correspondence.
 599  */
 600 #define para_wrap(opname, wrapper, cache, vmicall)              \
 601 do {                                                            \
 602         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 603                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 604         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);           \
 605         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL) {             \
 606                 opname = wrapper;                               \
 607                 vmi_ops.cache = (void *)rel->eip;               \
 608         }                                                       \
 609 } while (0)
 610
 611 /*
 612  * Activate the VMI interface and switch into paravirtualized mode
 613  */
 614 static inline int __init activate_vmi(void)
 615 {
 616         short kernel_cs;
 617         u64 reloc;
 618         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 619
 620         /*
 621          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even if
 622          * CONFIG_HIGHPTE is enabled.
 623          */
 624         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
 625
 626         if (call_vrom_func(vmi_rom, vmi_init) != 0) {
 627                 printk(KERN_ERR "VMI ROM failed to initialize!");
 628                 return 0;
 629         }
 630         savesegment(cs, kernel_cs);
 631
 632         pv_info.paravirt_enabled = 1;
 633         pv_info.kernel_rpl = kernel_cs & SEGMENT_RPL_MASK;
 634         pv_info.name = "vmi [deprecated]";
 635
 636         pv_init_ops.patch = vmi_patch;
 637
 638         /*
 639          * Many of these operations are ABI compatible with VMI.
 640          * This means we can fill in the paravirt-ops with direct
 641          * pointers into the VMI ROM.  If the calling convention for
 642          * these operations changes, this code needs to be updated.
 643          *
 644          * Exceptions
 645          *  CPUID paravirt-op uses pointers, not the native ISA
 646          *  halt has no VMI equivalent; all VMI halts are "safe"
 647          *  no MSR support yet - just trap and emulate.  VMI uses the
 648          *    same ABI as the native ISA, but Linux wants exceptions
 649          *    from bogus MSR read / write handled
 650          *  rdpmc is not yet used in Linux
 651          */
 652
 653         /* CPUID is special, so very special it gets wrapped like a present */
 654         para_wrap(pv_cpu_ops.cpuid, vmi_cpuid, cpuid, CPUID);
 655
 656         para_fill(pv_cpu_ops.clts, CLTS);
 657         para_fill(pv_cpu_ops.get_debugreg, GetDR);
 658         para_fill(pv_cpu_ops.set_debugreg, SetDR);
 659         para_fill(pv_cpu_ops.read_cr0, GetCR0);
 660         para_fill(pv_mmu_ops.read_cr2, GetCR2);
 661         para_fill(pv_mmu_ops.read_cr3, GetCR3);
 662         para_fill(pv_cpu_ops.read_cr4, GetCR4);
 663         para_fill(pv_cpu_ops.write_cr0, SetCR0);
 664         para_fill(pv_mmu_ops.write_cr2, SetCR2);
 665         para_fill(pv_mmu_ops.write_cr3, SetCR3);
 666         para_fill(pv_cpu_ops.write_cr4, SetCR4);
 667
 668         para_fill(pv_irq_ops.save_fl.func, GetInterruptMask);
 669         para_fill(pv_irq_ops.restore_fl.func, SetInterruptMask);
 670         para_fill(pv_irq_ops.irq_disable.func, DisableInterrupts);
 671         para_fill(pv_irq_ops.irq_enable.func, EnableInterrupts);
 672
 673         para_fill(pv_cpu_ops.wbinvd, WBINVD);
 674         para_fill(pv_cpu_ops.read_tsc, RDTSC);
 675
 676         /* The following we emulate with trap and emulate for now */
 677         /* paravirt_ops.read_msr = vmi_rdmsr */
 678         /* paravirt_ops.write_msr = vmi_wrmsr */
 679         /* paravirt_ops.rdpmc = vmi_rdpmc */
 680
 681         /* TR interface doesn't pass TR value, wrap */
 682         para_wrap(pv_cpu_ops.load_tr_desc, vmi_set_tr, set_tr, SetTR);
 683
 684         /* LDT is special, too */
 685         para_wrap(pv_cpu_ops.set_ldt, vmi_set_ldt, _set_ldt, SetLDT);
 686
 687         para_fill(pv_cpu_ops.load_gdt, SetGDT);
 688         para_fill(pv_cpu_ops.load_idt, SetIDT);
 689         para_fill(pv_cpu_ops.store_gdt, GetGDT);
 690         para_fill(pv_cpu_ops.store_idt, GetIDT);
 691         para_fill(pv_cpu_ops.store_tr, GetTR);
 692         pv_cpu_ops.load_tls = vmi_load_tls;
 693         para_wrap(pv_cpu_ops.write_ldt_entry, vmi_write_ldt_entry,
 694                   write_ldt_entry, WriteLDTEntry);
 695         para_wrap(pv_cpu_ops.write_gdt_entry, vmi_write_gdt_entry,
 696                   write_gdt_entry, WriteGDTEntry);
 697         para_wrap(pv_cpu_ops.write_idt_entry, vmi_write_idt_entry,
 698                   write_idt_entry, WriteIDTEntry);
 699         para_wrap(pv_cpu_ops.load_sp0, vmi_load_sp0, set_kernel_stack, UpdateKernelStack);
 700         para_fill(pv_cpu_ops.set_iopl_mask, SetIOPLMask);
 701         para_fill(pv_cpu_ops.io_delay, IODelay);
 702
 703         para_wrap(pv_cpu_ops.start_context_switch, vmi_start_context_switch,
 704                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 705         para_wrap(pv_cpu_ops.end_context_switch, vmi_end_context_switch,
 706                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 707
 708         para_wrap(pv_mmu_ops.lazy_mode.enter, vmi_enter_lazy_mmu,
 709                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 710         para_wrap(pv_mmu_ops.lazy_mode.leave, vmi_leave_lazy_mmu,
 711                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 712
 713         /* user and kernel flush are just handled with different flags to FlushTLB */
 714         para_wrap(pv_mmu_ops.flush_tlb_user, vmi_flush_tlb_user, _flush_tlb, FlushTLB);
 715         para_wrap(pv_mmu_ops.flush_tlb_kernel, vmi_flush_tlb_kernel, _flush_tlb, FlushTLB);
 716         para_fill(pv_mmu_ops.flush_tlb_single, InvalPage);
 717
 718         /*
 719          * Until a standard flag format can be agreed on, we need to
 720          * implement these as wrappers in Linux.  Get the VMI ROM
 721          * function pointers for the two backend calls.
 722          */
 723 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 724         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxELong);
 725         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxELong);
 726 #else
 727         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxE);
 728         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxE);
 729 #endif
 730
 731         if (vmi_ops.set_pte) {
 732                 pv_mmu_ops.set_pte = vmi_set_pte;
 733                 pv_mmu_ops.set_pte_at = vmi_set_pte_at;
 734                 pv_mmu_ops.set_pmd = vmi_set_pmd;
 735 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 736                 pv_mmu_ops.set_pte_atomic = vmi_set_pte_atomic;
 737                 pv_mmu_ops.set_pud = vmi_set_pud;
 738                 pv_mmu_ops.pte_clear = vmi_pte_clear;
 739                 pv_mmu_ops.pmd_clear = vmi_pmd_clear;
 740 #endif
 741         }
 742
 743         if (vmi_ops.update_pte) {
 744                 pv_mmu_ops.pte_update = vmi_update_pte;
 745                 pv_mmu_ops.pte_update_defer = vmi_update_pte_defer;
 746         }
 747
 748         vmi_ops.allocate_page = vmi_get_function(VMI_CALL_AllocatePage);
 749         if (vmi_ops.allocate_page) {
 750                 pv_mmu_ops.alloc_pte = vmi_allocate_pte;
 751                 pv_mmu_ops.alloc_pmd = vmi_allocate_pmd;
 752                 pv_mmu_ops.alloc_pmd_clone = vmi_allocate_pmd_clone;
 753         }
 754
 755         vmi_ops.release_page = vmi_get_function(VMI_CALL_ReleasePage);
 756         if (vmi_ops.release_page) {
 757                 pv_mmu_ops.release_pte = vmi_release_pte;
 758                 pv_mmu_ops.release_pmd = vmi_release_pmd;
 759                 pv_mmu_ops.pgd_free = vmi_pgd_free;
 760         }
 761
 762         /* Set linear is needed in all cases */
 763         vmi_ops.set_linear_mapping = vmi_get_function(VMI_CALL_SetLinearMapping);
 764
 765         /*
 766          * These MUST always be patched.  Don't support indirect jumps
 767          * through these operations, as the VMI interface may use either
 768          * a jump or a call to get to these operations, depending on
 769          * the backend.  They are performance critical anyway, so requiring
 770          * a patch is not a big problem.
 771          */
 772         pv_cpu_ops.irq_enable_sysexit = (void *)0xfeedbab0;
 773         pv_cpu_ops.iret = (void *)0xbadbab0;
 774
 775 #ifdef CONFIG_SMP
 776         para_wrap(pv_apic_ops.startup_ipi_hook, vmi_startup_ipi_hook, set_initial_ap_state, SetInitialAPState);
 777 #endif
 778
 779 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 780        para_fill(apic->read, APICRead);
 781        para_fill(apic->write, APICWrite);
 782 #endif
 783
 784         /*
 785          * Check for VMI timer functionality by probing for a cycle frequency method
 786          */
 787         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, VMI_CALL_GetCycleFrequency);
 788         if (!disable_vmi_timer && rel->type != VMI_RELOCATION_NONE) {
 789                 vmi_timer_ops.get_cycle_frequency = (void *)rel->eip;
 790                 vmi_timer_ops.get_cycle_counter =
 791                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetCycleCounter);
 792                 vmi_timer_ops.get_wallclock =
 793                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetWallclockTime);
 794                 vmi_timer_ops.wallclock_updated =
 795                         vmi_get_function(VMI_CALL_WallclockUpdated);
 796                 vmi_timer_ops.set_alarm = vmi_get_function(VMI_CALL_SetAlarm);
 797                 vmi_timer_ops.cancel_alarm =
 798                          vmi_get_function(VMI_CALL_CancelAlarm);
 799                 x86_init.timers.timer_init = vmi_time_init;
 800 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 801                 x86_init.timers.setup_percpu_clockev = vmi_time_bsp_init;
 802                 x86_cpuinit.setup_percpu_clockev = vmi_time_ap_init;
 803 #endif
 804                 pv_time_ops.sched_clock = vmi_sched_clock;
 805                 x86_platform.calibrate_tsc = vmi_tsc_khz;
 806                 x86_platform.get_wallclock = vmi_get_wallclock;
 807                 x86_platform.set_wallclock = vmi_set_wallclock;
 808
 809                 /* We have true wallclock functions; disable CMOS clock sync */
 810                 no_sync_cmos_clock = 1;
 811         } else {
 812                 disable_noidle = 1;
 813                 disable_vmi_timer = 1;
 814         }
 815
 816         para_fill(pv_irq_ops.safe_halt, Halt);
 817
 818         /*
 819          * Alternative instruction rewriting doesn't happen soon enough
 820          * to convert VMI_IRET to a call instead of a jump; so we have
 821          * to do this before IRQs get reenabled.  Fortunately, it is
 822          * idempotent.
 823          */
 824         apply_paravirt(__parainstructions, __parainstructions_end);
 825
 826         vmi_bringup();
 827
 828         return 1;
 829 }
 830
 831 #undef para_fill
 832
 833 void __init vmi_init(void)
 834 {
 835         if (!vmi_rom)
 836                 probe_vmi_rom();
 837         else
 838                 check_vmi_rom(vmi_rom);
 839
 840         /* In case probing for or validating the ROM failed, basil */
 841         if (!vmi_rom)
 842                 return;
 843
 844         reserve_top_address(-vmi_rom->virtual_top);
 845
 846 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 847         /* This is virtual hardware; timer routing is wired correctly */
 848         no_timer_check = 1;
 849 #endif
 850 }
 851
 852 void __init vmi_activate(void)
 853 {
 854         unsigned long flags;
 855
 856         if (!vmi_rom)
 857                 return;
 858
 859         local_irq_save(flags);
 860         activate_vmi();
 861         local_irq_restore(flags & X86_EFLAGS_IF);
 862 }
 863
 864 static int __init parse_vmi(char *arg)
 865 {
 866         if (!arg)
 867                 return -EINVAL;
 868
 869         if (!strcmp(arg, "disable_pge")) {
 870                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PGE);
 871                 disable_pge = 1;
 872         } else if (!strcmp(arg, "disable_pse")) {
 873                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PSE);
 874                 disable_pse = 1;
 875         } else if (!strcmp(arg, "disable_sep")) {
 876                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_SEP);
 877                 disable_sep = 1;
 878         } else if (!strcmp(arg, "disable_tsc")) {
 879                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_TSC);
 880                 disable_tsc = 1;
 881         } else if (!strcmp(arg, "disable_mtrr")) {
 882                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_MTRR);
 883                 disable_mtrr = 1;
 884         } else if (!strcmp(arg, "disable_timer")) {
 885                 disable_vmi_timer = 1;
 886                 disable_noidle = 1;
 887         } else if (!strcmp(arg, "disable_noidle"))
 888                 disable_noidle = 1;
 889         return 0;
 890 }
 891
 892 early_param("vmi", parse_vmi);