arch/x86/xen/enlighten.c

   1 /*
   2  * Core of Xen paravirt_ops implementation.
   3  *
   4  * This file contains the xen_paravirt_ops structure itself, and the
   5  * implementations for:
   6  * - privileged instructions
   7  * - interrupt flags
   8  * - segment operations
   9  * - booting and setup
  10  *
  11  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
  12  */
  13
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17 #include <linux/preempt.h>
  18 #include <linux/hardirq.h>
  19 #include <linux/percpu.h>
  20 #include <linux/delay.h>
  21 #include <linux/start_kernel.h>
  22 #include <linux/sched.h>
  23 #include <linux/kprobes.h>
  24 #include <linux/bootmem.h>
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/page-flags.h>
  28 #include <linux/highmem.h>
  29 #include <linux/console.h>
  30
  31 #include <xen/interface/xen.h>
  32 #include <xen/interface/version.h>
  33 #include <xen/interface/physdev.h>
  34 #include <xen/interface/vcpu.h>
  35 #include <xen/features.h>
  36 #include <xen/page.h>
  37 #include <xen/hvc-console.h>
  38
  39 #include <asm/paravirt.h>
  40 #include <asm/apic.h>
  41 #include <asm/page.h>
  42 #include <asm/xen/hypercall.h>
  43 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  44 #include <asm/fixmap.h>
  45 #include <asm/processor.h>
  46 #include <asm/proto.h>
  47 #include <asm/msr-index.h>
  48 #include <asm/traps.h>
  49 #include <asm/setup.h>
  50 #include <asm/desc.h>
  51 #include <asm/pgtable.h>
  52 #include <asm/tlbflush.h>
  53 #include <asm/reboot.h>
  54 #include <asm/stackprotector.h>
  55
  56 #include "xen-ops.h"
  57 #include "mmu.h"
  58 #include "multicalls.h"
  59
  60 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
  61
  62 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
  63 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
  64
  65 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
  66 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
  67
  68 struct start_info *xen_start_info;
  69 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
  70
  71 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
  72
  73 void *xen_initial_gdt;
  74
  75 /*
  76  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
  77  * page as soon as fixmap is up and running.
  78  */
  79 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = (void *)&xen_dummy_shared_info;
  80
  81 /*
  82  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
  83  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
  84  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
  85  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
  86  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
  87  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
  88  *
  89  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
  90  * but we can only optimise if the all are.
  91  *
  92  * 0: not available, 1: available
  93  */
  94 static int have_vcpu_info_placement = 1;
  95
  96 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
  97 {
  98         struct vcpu_register_vcpu_info info;
  99         int err;
 100         struct vcpu_info *vcpup;
 101
 102         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
 103         per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
 104
 105         if (!have_vcpu_info_placement)
 106                 return;         /* already tested, not available */
 107
 108         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
 109
 110         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
 111         info.offset = offset_in_page(vcpup);
 112
 113         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
 114                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
 115
 116         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
 117            structure where we want it, which allows direct access via
 118            a percpu-variable. */
 119         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
 120
 121         if (err) {
 122                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
 123                 have_vcpu_info_placement = 0;
 124         } else {
 125                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
 126                    later ones fail to. */
 127                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
 128
 129                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
 130                        cpu, vcpup);
 131         }
 132 }
 133
 134 /*
 135  * On restore, set the vcpu placement up again.
 136  * If it fails, then we're in a bad state, since
 137  * we can't back out from using it...
 138  */
 139 void xen_vcpu_restore(void)
 140 {
 141         if (have_vcpu_info_placement) {
 142                 int cpu;
 143
 144                 for_each_online_cpu(cpu) {
 145                         bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
 146
 147                         if (other_cpu &&
 148                             HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
 149                                 BUG();
 150
 151                         xen_vcpu_setup(cpu);
 152
 153                         if (other_cpu &&
 154                             HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
 155                                 BUG();
 156                 }
 157
 158                 BUG_ON(!have_vcpu_info_placement);
 159         }
 160 }
 161
 162 static void __init xen_banner(void)
 163 {
 164         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
 165         struct xen_extraversion extra;
 166         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
 167
 168         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
 169                pv_info.name);
 170         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
 171                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
 172                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
 173 }
 174
 175 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
 176 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
 177
 178 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 179                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 180 {
 181         unsigned maskecx = ~0;
 182         unsigned maskedx = ~0;
 183
 184         /*
 185          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
 186          * unsupported kernel subsystems as possible.
 187          */
 188         if (*ax == 1) {
 189                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
 190                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
 191         }
 192
 193         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
 194                 : "=a" (*ax),
 195                   "=b" (*bx),
 196                   "=c" (*cx),
 197                   "=d" (*dx)
 198                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
 199
 200         *cx &= maskecx;
 201         *dx &= maskedx;
 202 }
 203
 204 static __init void xen_init_cpuid_mask(void)
 205 {
 206         unsigned int ax, bx, cx, dx;
 207
 208         cpuid_leaf1_edx_mask =
 209                 ~((1 << X86_FEATURE_MCE)  |  /* disable MCE */
 210                   (1 << X86_FEATURE_MCA)  |  /* disable MCA */
 211                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
 212
 213         if (!xen_initial_domain())
 214                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
 215                         ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable local APIC */
 216                           (1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
 217
 218         ax = 1;
 219         cx = 0;
 220         xen_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
 221
 222         /* cpuid claims we support xsave; try enabling it to see what happens */
 223         if (cx & (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32))) {
 224                 unsigned long cr4;
 225
 226                 set_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
 227
 228                 cr4 = read_cr4();
 229
 230                 if ((cr4 & X86_CR4_OSXSAVE) == 0)
 231                         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32));
 232
 233                 clear_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
 234         }
 235 }
 236
 237 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
 238 {
 239         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
 240 }
 241
 242 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
 243 {
 244         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
 245 }
 246
 247 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
 248 {
 249         xen_mc_flush();
 250         paravirt_end_context_switch(next);
 251 }
 252
 253 static unsigned long xen_store_tr(void)
 254 {
 255         return 0;
 256 }
 257
 258 /*
 259  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
 260  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
 261  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
 262  * match.
 263  */
 264 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
 265 {
 266         int level;
 267         pte_t *ptep;
 268         pte_t pte;
 269         unsigned long pfn;
 270         struct page *page;
 271
 272         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
 273         BUG_ON(ptep == NULL);
 274
 275         pfn = pte_pfn(*ptep);
 276         page = pfn_to_page(pfn);
 277
 278         pte = pfn_pte(pfn, prot);
 279
 280         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
 281                 BUG();
 282
 283         if (!PageHighMem(page)) {
 284                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
 285
 286                 if (av != v)
 287                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
 288                                 BUG();
 289         } else
 290                 kmap_flush_unused();
 291 }
 292
 293 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
 294 {
 295         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
 296         int i;
 297
 298         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
 299                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
 300 }
 301
 302 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
 303 {
 304         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
 305         int i;
 306
 307         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
 308                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
 309 }
 310
 311 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 312 {
 313         struct mmuext_op *op;
 314         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 315
 316         op = mcs.args;
 317         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
 318         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
 319         op->arg2.nr_ents = entries;
 320
 321         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 322
 323         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 324 }
 325
 326 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
 327 {
 328         unsigned long va = dtr->address;
 329         unsigned int size = dtr->size + 1;
 330         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 331         unsigned long frames[pages];
 332         int f;
 333
 334         /*
 335          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 336          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
 337          */
 338
 339         BUG_ON(size > 65536);
 340         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 341
 342         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 343                 int level;
 344                 pte_t *ptep;
 345                 unsigned long pfn, mfn;
 346                 void *virt;
 347
 348                 /*
 349                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
 350                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
 351                  * page-walk to get the underlying MFN for the
 352                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
 353                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
 354                  */
 355                 ptep = lookup_address(va, &level);
 356                 BUG_ON(ptep == NULL);
 357
 358                 pfn = pte_pfn(*ptep);
 359                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 360                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
 361
 362                 frames[f] = mfn;
 363
 364                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
 365                 make_lowmem_page_readonly(virt);
 366         }
 367
 368         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
 369                 BUG();
 370 }
 371
 372 /*
 373  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
 374  */
 375 static __init void xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
 376 {
 377         unsigned long va = dtr->address;
 378         unsigned int size = dtr->size + 1;
 379         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 380         unsigned long frames[pages];
 381         int f;
 382
 383         /*
 384          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 385          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
 386          */
 387
 388         BUG_ON(size > 65536);
 389         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 390
 391         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 392                 pte_t pte;
 393                 unsigned long pfn, mfn;
 394
 395                 pfn = virt_to_pfn(va);
 396                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 397
 398                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
 399
 400                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
 401                         BUG();
 402
 403                 frames[f] = mfn;
 404         }
 405
 406         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
 407                 BUG();
 408 }
 409
 410 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
 411                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
 412 {
 413         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 414         xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
 415         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
 416
 417         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
 418 }
 419
 420 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 421 {
 422         /*
 423          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
 424          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
 425          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
 426          * can zero it out to prevent faults on exit from the
 427          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
 428          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
 429          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
 430          * save/restore %gs for normal hypercalls.
 431          *
 432          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
 433          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
 434          * must not zero %gs on x86_64
 435          *
 436          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
 437          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
 438          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
 439          */
 440         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
 441 #ifdef CONFIG_X86_32
 442                 lazy_load_gs(0);
 443 #else
 444                 loadsegment(fs, 0);
 445 #endif
 446         }
 447
 448         xen_mc_batch();
 449
 450         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
 451         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
 452         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
 453
 454         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 455 }
 456
 457 #ifdef CONFIG_X86_64
 458 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
 459 {
 460         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
 461                 BUG();
 462 }
 463 #endif
 464
 465 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
 466                                 const void *ptr)
 467 {
 468         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
 469         u64 entry = *(u64 *)ptr;
 470
 471         preempt_disable();
 472
 473         xen_mc_flush();
 474         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
 475                 BUG();
 476
 477         preempt_enable();
 478 }
 479
 480 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
 481                             struct trap_info *info)
 482 {
 483         unsigned long addr;
 484
 485         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
 486                 return 0;
 487
 488         info->vector = vector;
 489
 490         addr = gate_offset(*val);
 491 #ifdef CONFIG_X86_64
 492         /*
 493          * Look for known traps using IST, and substitute them
 494          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
 495          * about.  Xen will handle faults like double_fault and
 496          * machine_check, so we should never see them.  Warn if
 497          * there's an unexpected IST-using fault handler.
 498          */
 499         if (addr == (unsigned long)debug)
 500                 addr = (unsigned long)xen_debug;
 501         else if (addr == (unsigned long)int3)
 502                 addr = (unsigned long)xen_int3;
 503         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
 504                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
 505         else if (addr == (unsigned long)double_fault ||
 506                  addr == (unsigned long)nmi) {
 507                 /* Don't need to handle these */
 508                 return 0;
 509 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 510         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
 511                 return 0;
 512 #endif
 513         } else {
 514                 /* Some other trap using IST? */
 515                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
 516                         return 0;
 517         }
 518 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
 519         info->address = addr;
 520
 521         info->cs = gate_segment(*val);
 522         info->flags = val->dpl;
 523         /* interrupt gates clear IF */
 524         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
 525                 info->flags |= 1 << 2;
 526
 527         return 1;
 528 }
 529
 530 /* Locations of each CPU's IDT */
 531 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
 532
 533 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
 534    also update Xen. */
 535 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
 536 {
 537         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
 538         unsigned long start, end;
 539
 540         preempt_disable();
 541
 542         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
 543         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
 544
 545         xen_mc_flush();
 546
 547         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
 548
 549         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
 550                 struct trap_info info[2];
 551
 552                 info[1].address = 0;
 553
 554                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
 555                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
 556                                 BUG();
 557         }
 558
 559         preempt_enable();
 560 }
 561
 562 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
 563                                   struct trap_info *traps)
 564 {
 565         unsigned in, out, count;
 566
 567         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
 568         BUG_ON(count > 256);
 569
 570         for (in = out = 0; in < count; in++) {
 571                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
 572
 573                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
 574                         out++;
 575         }
 576         traps[out].address = 0;
 577 }
 578
 579 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
 580 {
 581         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
 582
 583         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 584 }
 585
 586 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
 587    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
 588    it avoids allocation, and saves stack space). */
 589 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
 590 {
 591         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
 592         static struct trap_info traps[257];
 593
 594         spin_lock(&lock);
 595
 596         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
 597
 598         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 599
 600         xen_mc_flush();
 601         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
 602                 BUG();
 603
 604         spin_unlock(&lock);
 605 }
 606
 607 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
 608    they're handled differently. */
 609 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 610                                 const void *desc, int type)
 611 {
 612         preempt_disable();
 613
 614         switch (type) {
 615         case DESC_LDT:
 616         case DESC_TSS:
 617                 /* ignore */
 618                 break;
 619
 620         default: {
 621                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
 622
 623                 xen_mc_flush();
 624                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 625                         BUG();
 626         }
 627
 628         }
 629
 630         preempt_enable();
 631 }
 632
 633 /*
 634  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
 635  * update an entry as simply as possible.
 636  */
 637 static __init void xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
 638                                             const void *desc, int type)
 639 {
 640         switch (type) {
 641         case DESC_LDT:
 642         case DESC_TSS:
 643                 /* ignore */
 644                 break;
 645
 646         default: {
 647                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
 648
 649                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 650                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
 651         }
 652
 653         }
 654 }
 655
 656 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 657                          struct thread_struct *thread)
 658 {
 659         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
 660         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
 661         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 662 }
 663
 664 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
 665 {
 666         struct physdev_set_iopl set_iopl;
 667
 668         /* Force the change at ring 0. */
 669         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
 670         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
 671 }
 672
 673 static void xen_io_delay(void)
 674 {
 675 }
 676
 677 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 678 static u32 xen_apic_read(u32 reg)
 679 {
 680         return 0;
 681 }
 682
 683 static void xen_apic_write(u32 reg, u32 val)
 684 {
 685         /* Warn to see if there's any stray references */
 686         WARN_ON(1);
 687 }
 688
 689 static u64 xen_apic_icr_read(void)
 690 {
 691         return 0;
 692 }
 693
 694 static void xen_apic_icr_write(u32 low, u32 id)
 695 {
 696         /* Warn to see if there's any stray references */
 697         WARN_ON(1);
 698 }
 699
 700 static void xen_apic_wait_icr_idle(void)
 701 {
 702         return;
 703 }
 704
 705 static u32 xen_safe_apic_wait_icr_idle(void)
 706 {
 707         return 0;
 708 }
 709
 710 static void set_xen_basic_apic_ops(void)
 711 {
 712         apic->read = xen_apic_read;
 713         apic->write = xen_apic_write;
 714         apic->icr_read = xen_apic_icr_read;
 715         apic->icr_write = xen_apic_icr_write;
 716         apic->wait_icr_idle = xen_apic_wait_icr_idle;
 717         apic->safe_wait_icr_idle = xen_safe_apic_wait_icr_idle;
 718 }
 719
 720 #endif
 721
 722
 723 static void xen_clts(void)
 724 {
 725         struct multicall_space mcs;
 726
 727         mcs = xen_mc_entry(0);
 728
 729         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
 730
 731         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 732 }
 733
 734 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
 735
 736 static unsigned long xen_read_cr0(void)
 737 {
 738         unsigned long cr0 = percpu_read(xen_cr0_value);
 739
 740         if (unlikely(cr0 == 0)) {
 741                 cr0 = native_read_cr0();
 742                 percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
 743         }
 744
 745         return cr0;
 746 }
 747
 748 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
 749 {
 750         struct multicall_space mcs;
 751
 752         percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
 753
 754         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
 755            ignored. */
 756         mcs = xen_mc_entry(0);
 757
 758         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
 759
 760         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 761 }
 762
 763 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
 764 {
 765         cr4 &= ~X86_CR4_PGE;
 766         cr4 &= ~X86_CR4_PSE;
 767
 768         native_write_cr4(cr4);
 769 }
 770
 771 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
 772 {
 773         int ret;
 774
 775         ret = 0;
 776
 777         switch (msr) {
 778 #ifdef CONFIG_X86_64
 779                 unsigned which;
 780                 u64 base;
 781
 782         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
 783         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
 784         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
 785
 786         set:
 787                 base = ((u64)high << 32) | low;
 788                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
 789                         ret = -EIO;
 790                 break;
 791 #endif
 792
 793         case MSR_STAR:
 794         case MSR_CSTAR:
 795         case MSR_LSTAR:
 796         case MSR_SYSCALL_MASK:
 797         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
 798         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
 799         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
 800                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
 801                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
 802                    Xen console noise. */
 803                 break;
 804
 805         default:
 806                 ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
 807         }
 808
 809         return ret;
 810 }
 811
 812 void xen_setup_shared_info(void)
 813 {
 814         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
 815                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
 816                            xen_start_info->shared_info);
 817
 818                 HYPERVISOR_shared_info =
 819                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
 820         } else
 821                 HYPERVISOR_shared_info =
 822                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
 823
 824 #ifndef CONFIG_SMP
 825         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
 826         xen_setup_vcpu_info_placement();
 827 #endif
 828
 829         xen_setup_mfn_list_list();
 830 }
 831
 832 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
 833 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
 834 {
 835         int cpu;
 836
 837         for_each_possible_cpu(cpu)
 838                 xen_vcpu_setup(cpu);
 839
 840         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
 841            percpu area for all cpus, so make use of it */
 842         if (have_vcpu_info_placement) {
 843                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
 844
 845                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
 846                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
 847                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
 848                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
 849                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
 850         }
 851 }
 852
 853 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
 854                           unsigned long addr, unsigned len)
 855 {
 856         char *start, *end, *reloc;
 857         unsigned ret;
 858
 859         start = end = reloc = NULL;
 860
 861 #define SITE(op, x)                                                     \
 862         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
 863         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
 864                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
 865                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
 866                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
 867         }                                                               \
 868         goto patch_site
 869
 870         switch (type) {
 871                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
 872                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
 873                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
 874                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
 875 #undef SITE
 876
 877         patch_site:
 878                 if (start == NULL || (end-start) > len)
 879                         goto default_patch;
 880
 881                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
 882
 883                 /* Note: because reloc is assigned from something that
 884                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
 885                    but doesn't know its relationship with start and
 886                    end. */
 887                 if (reloc > start && reloc < end) {
 888                         int reloc_off = reloc - start;
 889                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
 890                         long delta = start - (char *)addr;
 891
 892                         *relocp += delta;
 893                 }
 894                 break;
 895
 896         default_patch:
 897         default:
 898                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
 899                                              addr, len);
 900                 break;
 901         }
 902
 903         return ret;
 904 }
 905
 906 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
 907         .paravirt_enabled = 1,
 908         .shared_kernel_pmd = 0,
 909
 910         .name = "Xen",
 911 };
 912
 913 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
 914         .patch = xen_patch,
 915 };
 916
 917 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
 918         .sched_clock = xen_sched_clock,
 919 };
 920
 921 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
 922         .cpuid = xen_cpuid,
 923
 924         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
 925         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
 926
 927         .clts = xen_clts,
 928
 929         .read_cr0 = xen_read_cr0,
 930         .write_cr0 = xen_write_cr0,
 931
 932         .read_cr4 = native_read_cr4,
 933         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
 934         .write_cr4 = xen_write_cr4,
 935
 936         .wbinvd = native_wbinvd,
 937
 938         .read_msr = native_read_msr_safe,
 939         .write_msr = xen_write_msr_safe,
 940         .read_tsc = native_read_tsc,
 941         .read_pmc = native_read_pmc,
 942
 943         .iret = xen_iret,
 944         .irq_enable_sysexit = xen_sysexit,
 945 #ifdef CONFIG_X86_64
 946         .usergs_sysret32 = xen_sysret32,
 947         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
 948 #endif
 949
 950         .load_tr_desc = paravirt_nop,
 951         .set_ldt = xen_set_ldt,
 952         .load_gdt = xen_load_gdt,
 953         .load_idt = xen_load_idt,
 954         .load_tls = xen_load_tls,
 955 #ifdef CONFIG_X86_64
 956         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
 957 #endif
 958
 959         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
 960         .free_ldt = xen_free_ldt,
 961
 962         .store_gdt = native_store_gdt,
 963         .store_idt = native_store_idt,
 964         .store_tr = xen_store_tr,
 965
 966         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
 967         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
 968         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
 969         .load_sp0 = xen_load_sp0,
 970
 971         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
 972         .io_delay = xen_io_delay,
 973
 974         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
 975         .swapgs = paravirt_nop,
 976
 977         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
 978         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
 979 };
 980
 981 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
 982 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 983         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
 984 #endif
 985 };
 986
 987 static void xen_reboot(int reason)
 988 {
 989         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
 990
 991 #ifdef CONFIG_SMP
 992         smp_send_stop();
 993 #endif
 994
 995         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
 996                 BUG();
 997 }
 998
 999 static void xen_restart(char *msg)
1000 {
1001         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1002 }
1003
1004 static void xen_emergency_restart(void)
1005 {
1006         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1007 }
1008
1009 static void xen_machine_halt(void)
1010 {
1011         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1012 }
1013
1014 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1015 {
1016         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1017 }
1018
1019 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1020         .restart = xen_restart,
1021         .halt = xen_machine_halt,
1022         .power_off = xen_machine_halt,
1023         .shutdown = xen_machine_halt,
1024         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1025         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1026 };
1027
1028 /*
1029  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1030  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1031  * function, which is most of the kernel.
1032  */
1033 static void __init xen_setup_stackprotector(void)
1034 {
1035         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1036         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1037
1038         setup_stack_canary_segment(0);
1039         switch_to_new_gdt(0);
1040
1041         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1042         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1043 }
1044
1045 /* First C function to be called on Xen boot */
1046 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1047 {
1048         pgd_t *pgd;
1049
1050         if (!xen_start_info)
1051                 return;
1052
1053         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1054
1055         /* Install Xen paravirt ops */
1056         pv_info = xen_info;
1057         pv_init_ops = xen_init_ops;
1058         pv_time_ops = xen_time_ops;
1059         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1060         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1061
1062         x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1063         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1064         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1065
1066         x86_init.timers.timer_init = xen_time_init;
1067         x86_init.timers.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1068         x86_cpuinit.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1069
1070         x86_platform.calibrate_tsc = xen_tsc_khz;
1071         x86_platform.get_wallclock = xen_get_wallclock;
1072         x86_platform.set_wallclock = xen_set_wallclock;
1073
1074         /*
1075          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1076          */
1077
1078         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1079         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1080         if (!xen_initial_domain())
1081                 __supported_pte_mask &= ~(_PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
1082
1083         __supported_pte_mask |= _PAGE_IOMAP;
1084
1085 #ifdef CONFIG_X86_64
1086         /* Work out if we support NX */
1087         check_efer();
1088 #endif
1089
1090         xen_setup_features();
1091
1092         /* Get mfn list */
1093         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1094                 xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1095
1096         /*
1097          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1098          * -fstack-protector code can be executed.
1099          */
1100         xen_setup_stackprotector();
1101
1102         xen_init_mmu_ops();
1103         xen_init_irq_ops();
1104         xen_init_cpuid_mask();
1105
1106 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1107         /*
1108          * set up the basic apic ops.
1109          */
1110         set_xen_basic_apic_ops();
1111 #endif
1112
1113         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1114                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1115                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1116         }
1117
1118         machine_ops = xen_machine_ops;
1119
1120         /*
1121          * The only reliable way to retain the initial address of the
1122          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1123          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1124          */
1125         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1126
1127         xen_smp_init();
1128
1129         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1130
1131         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1132            possible map and a non-dummy shared_info. */
1133         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1134
1135         local_irq_disable();
1136         early_boot_irqs_off();
1137
1138         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1139         pgd = xen_setup_kernel_pagetable(pgd, xen_start_info->nr_pages);
1140
1141         init_mm.pgd = pgd;
1142
1143         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1144
1145         pv_info.kernel_rpl = 1;
1146         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1147                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1148
1149         /* set the limit of our address space */
1150         xen_reserve_top();
1151
1152 #ifdef CONFIG_X86_32
1153         /* set up basic CPUID stuff */
1154         cpu_detect(&new_cpu_data);
1155         new_cpu_data.hard_math = 1;
1156         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1157         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1158 #endif
1159
1160         /* Poke various useful things into boot_params */
1161         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1162         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1163                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1164         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1165         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1166
1167         if (!xen_initial_domain()) {
1168                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1169                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1170                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1171         }
1172
1173         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1174
1175         /* Start the world */
1176 #ifdef CONFIG_X86_32
1177         i386_start_kernel();
1178 #else
1179         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1180 #endif
1181 }