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 #include <linux/pci.h>
  31
  32 #include <xen/xen.h>
  33 #include <xen/interface/xen.h>
  34 #include <xen/interface/version.h>
  35 #include <xen/interface/physdev.h>
  36 #include <xen/interface/vcpu.h>
  37 #include <xen/features.h>
  38 #include <xen/page.h>
  39 #include <xen/hvc-console.h>
  40
  41 #include <asm/paravirt.h>
  42 #include <asm/apic.h>
  43 #include <asm/page.h>
  44 #include <asm/xen/hypercall.h>
  45 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  46 #include <asm/fixmap.h>
  47 #include <asm/processor.h>
  48 #include <asm/proto.h>
  49 #include <asm/msr-index.h>
  50 #include <asm/traps.h>
  51 #include <asm/setup.h>
  52 #include <asm/desc.h>
  53 #include <asm/pgalloc.h>
  54 #include <asm/pgtable.h>
  55 #include <asm/tlbflush.h>
  56 #include <asm/reboot.h>
  57 #include <asm/stackprotector.h>
  58
  59 #include "xen-ops.h"
  60 #include "mmu.h"
  61 #include "multicalls.h"
  62
  63 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
  64
  65 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
  66 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
  67
  68 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
  69 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
  70
  71 struct start_info *xen_start_info;
  72 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
  73
  74 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
  75
  76 void *xen_initial_gdt;
  77
  78 /*
  79  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
  80  * page as soon as fixmap is up and running.
  81  */
  82 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = (void *)&xen_dummy_shared_info;
  83
  84 /*
  85  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
  86  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
  87  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
  88  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
  89  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
  90  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
  91  *
  92  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
  93  * but we can only optimise if the all are.
  94  *
  95  * 0: not available, 1: available
  96  */
  97 static int have_vcpu_info_placement = 1;
  98
  99 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
 100 {
 101         struct vcpu_register_vcpu_info info;
 102         int err;
 103         struct vcpu_info *vcpup;
 104
 105         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
 106         per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
 107
 108         if (!have_vcpu_info_placement)
 109                 return;         /* already tested, not available */
 110
 111         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
 112
 113         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
 114         info.offset = offset_in_page(vcpup);
 115
 116         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
 117                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
 118
 119         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
 120            structure where we want it, which allows direct access via
 121            a percpu-variable. */
 122         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
 123
 124         if (err) {
 125                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
 126                 have_vcpu_info_placement = 0;
 127         } else {
 128                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
 129                    later ones fail to. */
 130                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
 131
 132                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
 133                        cpu, vcpup);
 134         }
 135 }
 136
 137 /*
 138  * On restore, set the vcpu placement up again.
 139  * If it fails, then we're in a bad state, since
 140  * we can't back out from using it...
 141  */
 142 void xen_vcpu_restore(void)
 143 {
 144         int cpu;
 145
 146         for_each_online_cpu(cpu) {
 147                 bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
 148
 149                 if (other_cpu &&
 150                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
 151                         BUG();
 152
 153                 xen_setup_runstate_info(cpu);
 154
 155                 if (have_vcpu_info_placement)
 156                         xen_vcpu_setup(cpu);
 157
 158                 if (other_cpu &&
 159                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
 160                         BUG();
 161         }
 162 }
 163
 164 static void __init xen_banner(void)
 165 {
 166         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
 167         struct xen_extraversion extra;
 168         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
 169
 170         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
 171                pv_info.name);
 172         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
 173                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
 174                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
 175 }
 176
 177 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
 178 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
 179
 180 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 181                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 182 {
 183         unsigned maskebx = ~0;
 184         unsigned maskecx = ~0;
 185         unsigned maskedx = ~0;
 186
 187         /*
 188          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
 189          * unsupported kernel subsystems as possible.
 190          */
 191         switch (*ax) {
 192         case 1:
 193                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
 194                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
 195                 break;
 196
 197         case 0xb:
 198                 /* Suppress extended topology stuff */
 199                 maskebx = 0;
 200                 break;
 201         }
 202
 203         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
 204                 : "=a" (*ax),
 205                   "=b" (*bx),
 206                   "=c" (*cx),
 207                   "=d" (*dx)
 208                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
 209
 210         *bx &= maskebx;
 211         *cx &= maskecx;
 212         *dx &= maskedx;
 213 }
 214
 215 static __init void xen_init_cpuid_mask(void)
 216 {
 217         unsigned int ax, bx, cx, dx;
 218
 219         cpuid_leaf1_edx_mask =
 220                 ~((1 << X86_FEATURE_MCE)  |  /* disable MCE */
 221                   (1 << X86_FEATURE_MCA)  |  /* disable MCA */
 222                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
 223
 224         if (!xen_initial_domain())
 225                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
 226                         ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable local APIC */
 227                           (1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
 228
 229         ax = 1;
 230         cx = 0;
 231         xen_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
 232
 233         /* cpuid claims we support xsave; try enabling it to see what happens */
 234         if (cx & (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32))) {
 235                 unsigned long cr4;
 236
 237                 set_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
 238
 239                 cr4 = read_cr4();
 240
 241                 if ((cr4 & X86_CR4_OSXSAVE) == 0)
 242                         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32));
 243
 244                 clear_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
 245         }
 246 }
 247
 248 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
 249 {
 250         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
 251 }
 252
 253 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
 254 {
 255         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
 256 }
 257
 258 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
 259 {
 260         xen_mc_flush();
 261         paravirt_end_context_switch(next);
 262 }
 263
 264 static unsigned long xen_store_tr(void)
 265 {
 266         return 0;
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
 271  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
 272  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
 273  * match.
 274  */
 275 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
 276 {
 277         int level;
 278         pte_t *ptep;
 279         pte_t pte;
 280         unsigned long pfn;
 281         struct page *page;
 282
 283         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
 284         BUG_ON(ptep == NULL);
 285
 286         pfn = pte_pfn(*ptep);
 287         page = pfn_to_page(pfn);
 288
 289         pte = pfn_pte(pfn, prot);
 290
 291         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
 292                 BUG();
 293
 294         if (!PageHighMem(page)) {
 295                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
 296
 297                 if (av != v)
 298                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
 299                                 BUG();
 300         } else
 301                 kmap_flush_unused();
 302 }
 303
 304 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
 305 {
 306         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
 307         int i;
 308
 309         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
 310                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
 311 }
 312
 313 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
 314 {
 315         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
 316         int i;
 317
 318         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
 319                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
 320 }
 321
 322 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 323 {
 324         struct mmuext_op *op;
 325         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 326
 327         op = mcs.args;
 328         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
 329         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
 330         op->arg2.nr_ents = entries;
 331
 332         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 333
 334         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 335 }
 336
 337 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
 338 {
 339         unsigned long va = dtr->address;
 340         unsigned int size = dtr->size + 1;
 341         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 342         unsigned long frames[pages];
 343         int f;
 344
 345         /*
 346          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 347          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
 348          */
 349
 350         BUG_ON(size > 65536);
 351         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 352
 353         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 354                 int level;
 355                 pte_t *ptep;
 356                 unsigned long pfn, mfn;
 357                 void *virt;
 358
 359                 /*
 360                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
 361                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
 362                  * page-walk to get the underlying MFN for the
 363                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
 364                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
 365                  */
 366                 ptep = lookup_address(va, &level);
 367                 BUG_ON(ptep == NULL);
 368
 369                 pfn = pte_pfn(*ptep);
 370                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 371                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
 372
 373                 frames[f] = mfn;
 374
 375                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
 376                 make_lowmem_page_readonly(virt);
 377         }
 378
 379         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
 380                 BUG();
 381 }
 382
 383 /*
 384  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
 385  */
 386 static __init void xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
 387 {
 388         unsigned long va = dtr->address;
 389         unsigned int size = dtr->size + 1;
 390         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 391         unsigned long frames[pages];
 392         int f;
 393
 394         /*
 395          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 396          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
 397          */
 398
 399         BUG_ON(size > 65536);
 400         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 401
 402         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 403                 pte_t pte;
 404                 unsigned long pfn, mfn;
 405
 406                 pfn = virt_to_pfn(va);
 407                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 408
 409                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
 410
 411                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
 412                         BUG();
 413
 414                 frames[f] = mfn;
 415         }
 416
 417         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
 418                 BUG();
 419 }
 420
 421 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
 422                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
 423 {
 424         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 425         xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
 426         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
 427
 428         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
 429 }
 430
 431 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 432 {
 433         /*
 434          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
 435          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
 436          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
 437          * can zero it out to prevent faults on exit from the
 438          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
 439          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
 440          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
 441          * save/restore %gs for normal hypercalls.
 442          *
 443          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
 444          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
 445          * must not zero %gs on x86_64
 446          *
 447          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
 448          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
 449          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
 450          */
 451         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
 452 #ifdef CONFIG_X86_32
 453                 lazy_load_gs(0);
 454 #else
 455                 loadsegment(fs, 0);
 456 #endif
 457         }
 458
 459         xen_mc_batch();
 460
 461         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
 462         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
 463         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
 464
 465         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 466 }
 467
 468 #ifdef CONFIG_X86_64
 469 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
 470 {
 471         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
 472                 BUG();
 473 }
 474 #endif
 475
 476 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
 477                                 const void *ptr)
 478 {
 479         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
 480         u64 entry = *(u64 *)ptr;
 481
 482         preempt_disable();
 483
 484         xen_mc_flush();
 485         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
 486                 BUG();
 487
 488         preempt_enable();
 489 }
 490
 491 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
 492                             struct trap_info *info)
 493 {
 494         unsigned long addr;
 495
 496         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
 497                 return 0;
 498
 499         info->vector = vector;
 500
 501         addr = gate_offset(*val);
 502 #ifdef CONFIG_X86_64
 503         /*
 504          * Look for known traps using IST, and substitute them
 505          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
 506          * about.  Xen will handle faults like double_fault and
 507          * machine_check, so we should never see them.  Warn if
 508          * there's an unexpected IST-using fault handler.
 509          */
 510         if (addr == (unsigned long)debug)
 511                 addr = (unsigned long)xen_debug;
 512         else if (addr == (unsigned long)int3)
 513                 addr = (unsigned long)xen_int3;
 514         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
 515                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
 516         else if (addr == (unsigned long)double_fault ||
 517                  addr == (unsigned long)nmi) {
 518                 /* Don't need to handle these */
 519                 return 0;
 520 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 521         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
 522                 return 0;
 523 #endif
 524         } else {
 525                 /* Some other trap using IST? */
 526                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
 527                         return 0;
 528         }
 529 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
 530         info->address = addr;
 531
 532         info->cs = gate_segment(*val);
 533         info->flags = val->dpl;
 534         /* interrupt gates clear IF */
 535         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
 536                 info->flags |= 1 << 2;
 537
 538         return 1;
 539 }
 540
 541 /* Locations of each CPU's IDT */
 542 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
 543
 544 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
 545    also update Xen. */
 546 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
 547 {
 548         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
 549         unsigned long start, end;
 550
 551         preempt_disable();
 552
 553         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
 554         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
 555
 556         xen_mc_flush();
 557
 558         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
 559
 560         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
 561                 struct trap_info info[2];
 562
 563                 info[1].address = 0;
 564
 565                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
 566                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
 567                                 BUG();
 568         }
 569
 570         preempt_enable();
 571 }
 572
 573 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
 574                                   struct trap_info *traps)
 575 {
 576         unsigned in, out, count;
 577
 578         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
 579         BUG_ON(count > 256);
 580
 581         for (in = out = 0; in < count; in++) {
 582                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
 583
 584                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
 585                         out++;
 586         }
 587         traps[out].address = 0;
 588 }
 589
 590 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
 591 {
 592         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
 593
 594         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 595 }
 596
 597 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
 598    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
 599    it avoids allocation, and saves stack space). */
 600 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
 601 {
 602         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
 603         static struct trap_info traps[257];
 604
 605         spin_lock(&lock);
 606
 607         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
 608
 609         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 610
 611         xen_mc_flush();
 612         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
 613                 BUG();
 614
 615         spin_unlock(&lock);
 616 }
 617
 618 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
 619    they're handled differently. */
 620 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 621                                 const void *desc, int type)
 622 {
 623         preempt_disable();
 624
 625         switch (type) {
 626         case DESC_LDT:
 627         case DESC_TSS:
 628                 /* ignore */
 629                 break;
 630
 631         default: {
 632                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
 633
 634                 xen_mc_flush();
 635                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 636                         BUG();
 637         }
 638
 639         }
 640
 641         preempt_enable();
 642 }
 643
 644 /*
 645  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
 646  * update an entry as simply as possible.
 647  */
 648 static __init void xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
 649                                             const void *desc, int type)
 650 {
 651         switch (type) {
 652         case DESC_LDT:
 653         case DESC_TSS:
 654                 /* ignore */
 655                 break;
 656
 657         default: {
 658                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
 659
 660                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 661                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
 662         }
 663
 664         }
 665 }
 666
 667 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 668                          struct thread_struct *thread)
 669 {
 670         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
 671         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
 672         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 673 }
 674
 675 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
 676 {
 677         struct physdev_set_iopl set_iopl;
 678
 679         /* Force the change at ring 0. */
 680         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
 681         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
 682 }
 683
 684 static void xen_io_delay(void)
 685 {
 686 }
 687
 688 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 689 static u32 xen_apic_read(u32 reg)
 690 {
 691         return 0;
 692 }
 693
 694 static void xen_apic_write(u32 reg, u32 val)
 695 {
 696         /* Warn to see if there's any stray references */
 697         WARN_ON(1);
 698 }
 699
 700 static u64 xen_apic_icr_read(void)
 701 {
 702         return 0;
 703 }
 704
 705 static void xen_apic_icr_write(u32 low, u32 id)
 706 {
 707         /* Warn to see if there's any stray references */
 708         WARN_ON(1);
 709 }
 710
 711 static void xen_apic_wait_icr_idle(void)
 712 {
 713         return;
 714 }
 715
 716 static u32 xen_safe_apic_wait_icr_idle(void)
 717 {
 718         return 0;
 719 }
 720
 721 static void set_xen_basic_apic_ops(void)
 722 {
 723         apic->read = xen_apic_read;
 724         apic->write = xen_apic_write;
 725         apic->icr_read = xen_apic_icr_read;
 726         apic->icr_write = xen_apic_icr_write;
 727         apic->wait_icr_idle = xen_apic_wait_icr_idle;
 728         apic->safe_wait_icr_idle = xen_safe_apic_wait_icr_idle;
 729 }
 730
 731 #endif
 732
 733
 734 static void xen_clts(void)
 735 {
 736         struct multicall_space mcs;
 737
 738         mcs = xen_mc_entry(0);
 739
 740         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
 741
 742         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 743 }
 744
 745 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
 746
 747 static unsigned long xen_read_cr0(void)
 748 {
 749         unsigned long cr0 = percpu_read(xen_cr0_value);
 750
 751         if (unlikely(cr0 == 0)) {
 752                 cr0 = native_read_cr0();
 753                 percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
 754         }
 755
 756         return cr0;
 757 }
 758
 759 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
 760 {
 761         struct multicall_space mcs;
 762
 763         percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
 764
 765         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
 766            ignored. */
 767         mcs = xen_mc_entry(0);
 768
 769         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
 770
 771         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 772 }
 773
 774 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
 775 {
 776         cr4 &= ~X86_CR4_PGE;
 777         cr4 &= ~X86_CR4_PSE;
 778
 779         native_write_cr4(cr4);
 780 }
 781
 782 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
 783 {
 784         int ret;
 785
 786         ret = 0;
 787
 788         switch (msr) {
 789 #ifdef CONFIG_X86_64
 790                 unsigned which;
 791                 u64 base;
 792
 793         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
 794         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
 795         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
 796
 797         set:
 798                 base = ((u64)high << 32) | low;
 799                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
 800                         ret = -EIO;
 801                 break;
 802 #endif
 803
 804         case MSR_STAR:
 805         case MSR_CSTAR:
 806         case MSR_LSTAR:
 807         case MSR_SYSCALL_MASK:
 808         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
 809         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
 810         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
 811                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
 812                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
 813                    Xen console noise. */
 814                 break;
 815
 816         default:
 817                 ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
 818         }
 819
 820         return ret;
 821 }
 822
 823 void xen_setup_shared_info(void)
 824 {
 825         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
 826                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
 827                            xen_start_info->shared_info);
 828
 829                 HYPERVISOR_shared_info =
 830                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
 831         } else
 832                 HYPERVISOR_shared_info =
 833                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
 834
 835 #ifndef CONFIG_SMP
 836         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
 837         xen_setup_vcpu_info_placement();
 838 #endif
 839
 840         xen_setup_mfn_list_list();
 841 }
 842
 843 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
 844 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
 845 {
 846         int cpu;
 847
 848         for_each_possible_cpu(cpu)
 849                 xen_vcpu_setup(cpu);
 850
 851         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
 852            percpu area for all cpus, so make use of it */
 853         if (have_vcpu_info_placement) {
 854                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
 855
 856                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
 857                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
 858                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
 859                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
 860                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
 861         }
 862 }
 863
 864 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
 865                           unsigned long addr, unsigned len)
 866 {
 867         char *start, *end, *reloc;
 868         unsigned ret;
 869
 870         start = end = reloc = NULL;
 871
 872 #define SITE(op, x)                                                     \
 873         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
 874         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
 875                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
 876                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
 877                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
 878         }                                                               \
 879         goto patch_site
 880
 881         switch (type) {
 882                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
 883                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
 884                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
 885                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
 886 #undef SITE
 887
 888         patch_site:
 889                 if (start == NULL || (end-start) > len)
 890                         goto default_patch;
 891
 892                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
 893
 894                 /* Note: because reloc is assigned from something that
 895                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
 896                    but doesn't know its relationship with start and
 897                    end. */
 898                 if (reloc > start && reloc < end) {
 899                         int reloc_off = reloc - start;
 900                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
 901                         long delta = start - (char *)addr;
 902
 903                         *relocp += delta;
 904                 }
 905                 break;
 906
 907         default_patch:
 908         default:
 909                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
 910                                              addr, len);
 911                 break;
 912         }
 913
 914         return ret;
 915 }
 916
 917 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
 918         .paravirt_enabled = 1,
 919         .shared_kernel_pmd = 0,
 920
 921         .name = "Xen",
 922 };
 923
 924 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
 925         .patch = xen_patch,
 926 };
 927
 928 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
 929         .sched_clock = xen_sched_clock,
 930 };
 931
 932 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
 933         .cpuid = xen_cpuid,
 934
 935         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
 936         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
 937
 938         .clts = xen_clts,
 939
 940         .read_cr0 = xen_read_cr0,
 941         .write_cr0 = xen_write_cr0,
 942
 943         .read_cr4 = native_read_cr4,
 944         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
 945         .write_cr4 = xen_write_cr4,
 946
 947         .wbinvd = native_wbinvd,
 948
 949         .read_msr = native_read_msr_safe,
 950         .write_msr = xen_write_msr_safe,
 951         .read_tsc = native_read_tsc,
 952         .read_pmc = native_read_pmc,
 953
 954         .iret = xen_iret,
 955         .irq_enable_sysexit = xen_sysexit,
 956 #ifdef CONFIG_X86_64
 957         .usergs_sysret32 = xen_sysret32,
 958         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
 959 #endif
 960
 961         .load_tr_desc = paravirt_nop,
 962         .set_ldt = xen_set_ldt,
 963         .load_gdt = xen_load_gdt,
 964         .load_idt = xen_load_idt,
 965         .load_tls = xen_load_tls,
 966 #ifdef CONFIG_X86_64
 967         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
 968 #endif
 969
 970         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
 971         .free_ldt = xen_free_ldt,
 972
 973         .store_gdt = native_store_gdt,
 974         .store_idt = native_store_idt,
 975         .store_tr = xen_store_tr,
 976
 977         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
 978         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
 979         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
 980         .load_sp0 = xen_load_sp0,
 981
 982         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
 983         .io_delay = xen_io_delay,
 984
 985         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
 986         .swapgs = paravirt_nop,
 987
 988         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
 989         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
 990 };
 991
 992 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
 993 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 994         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
 995 #endif
 996 };
 997
 998 static void xen_reboot(int reason)
 999 {
1000         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1001
1002 #ifdef CONFIG_SMP
1003         smp_send_stop();
1004 #endif
1005
1006         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1007                 BUG();
1008 }
1009
1010 static void xen_restart(char *msg)
1011 {
1012         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1013 }
1014
1015 static void xen_emergency_restart(void)
1016 {
1017         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1018 }
1019
1020 static void xen_machine_halt(void)
1021 {
1022         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1023 }
1024
1025 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1026 {
1027         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1028 }
1029
1030 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1031         .restart = xen_restart,
1032         .halt = xen_machine_halt,
1033         .power_off = xen_machine_halt,
1034         .shutdown = xen_machine_halt,
1035         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1036         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1037 };
1038
1039 /*
1040  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1041  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1042  * function, which is most of the kernel.
1043  */
1044 static void __init xen_setup_stackprotector(void)
1045 {
1046         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1047         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1048
1049         setup_stack_canary_segment(0);
1050         switch_to_new_gdt(0);
1051
1052         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1053         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1054 }
1055
1056 /* First C function to be called on Xen boot */
1057 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1058 {
1059         pgd_t *pgd;
1060
1061         if (!xen_start_info)
1062                 return;
1063
1064         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1065
1066         /* Install Xen paravirt ops */
1067         pv_info = xen_info;
1068         pv_init_ops = xen_init_ops;
1069         pv_time_ops = xen_time_ops;
1070         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1071         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1072
1073         x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1074         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1075         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1076
1077         x86_init.timers.timer_init = xen_time_init;
1078         x86_init.timers.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1079         x86_cpuinit.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1080
1081         x86_platform.calibrate_tsc = xen_tsc_khz;
1082         x86_platform.get_wallclock = xen_get_wallclock;
1083         x86_platform.set_wallclock = xen_set_wallclock;
1084
1085         /*
1086          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1087          */
1088
1089         xen_init_mmu_ops();
1090
1091         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1092         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1093         if (!xen_initial_domain())
1094                 __supported_pte_mask &= ~(_PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
1095
1096         __supported_pte_mask |= _PAGE_IOMAP;
1097
1098         /*
1099          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even
1100          * if CONFIG_HIGHPTE is enabled.
1101          */
1102         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
1103
1104         /* Work out if we support NX */
1105         x86_configure_nx();
1106
1107         xen_setup_features();
1108
1109         /* Get mfn list */
1110         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1111                 xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1112
1113         /*
1114          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1115          * -fstack-protector code can be executed.
1116          */
1117         xen_setup_stackprotector();
1118
1119         xen_init_irq_ops();
1120         xen_init_cpuid_mask();
1121
1122 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1123         /*
1124          * set up the basic apic ops.
1125          */
1126         set_xen_basic_apic_ops();
1127 #endif
1128
1129         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1130                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1131                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1132         }
1133
1134         machine_ops = xen_machine_ops;
1135
1136         /*
1137          * The only reliable way to retain the initial address of the
1138          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1139          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1140          */
1141         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1142
1143         xen_smp_init();
1144
1145         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1146
1147         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1148            possible map and a non-dummy shared_info. */
1149         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1150
1151         local_irq_disable();
1152         early_boot_irqs_off();
1153
1154         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1155         pgd = xen_setup_kernel_pagetable(pgd, xen_start_info->nr_pages);
1156
1157         init_mm.pgd = pgd;
1158
1159         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1160
1161 #ifdef CONFIG_X86_32
1162         pv_info.kernel_rpl = 1;
1163         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1164                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1165 #else
1166         pv_info.kernel_rpl = 0;
1167 #endif
1168
1169         /* set the limit of our address space */
1170         xen_reserve_top();
1171
1172 #ifdef CONFIG_X86_32
1173         /* set up basic CPUID stuff */
1174         cpu_detect(&new_cpu_data);
1175         new_cpu_data.hard_math = 1;
1176         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1177         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1178 #endif
1179
1180         /* Poke various useful things into boot_params */
1181         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1182         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1183                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1184         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1185         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1186
1187         if (!xen_initial_domain()) {
1188                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1189                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1190                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1191         } else {
1192                 /* Make sure ACS will be enabled */
1193                 pci_request_acs();
1194         }
1195
1196
1197         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1198
1199         xen_setup_runstate_info(0);
1200
1201         /* Start the world */
1202 #ifdef CONFIG_X86_32
1203         i386_start_kernel();
1204 #else
1205         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1206 #endif
1207 }