arch/x86/xen/setup.c

   1 /*
   2  * Machine specific setup for xen
   3  *
   4  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
   5  */
   6
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <linux/sched.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/pm.h>
  11 #include <linux/memblock.h>
  12 #include <linux/cpuidle.h>
  13
  14 #include <asm/elf.h>
  15 #include <asm/vdso.h>
  16 #include <asm/e820.h>
  17 #include <asm/setup.h>
  18 #include <asm/acpi.h>
  19 #include <asm/numa.h>
  20 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  21 #include <asm/xen/hypercall.h>
  22
  23 #include <xen/xen.h>
  24 #include <xen/page.h>
  25 #include <xen/interface/callback.h>
  26 #include <xen/interface/memory.h>
  27 #include <xen/interface/physdev.h>
  28 #include <xen/features.h>
  29
  30 #include "xen-ops.h"
  31 #include "vdso.h"
  32
  33 /* These are code, but not functions.  Defined in entry.S */
  34 extern const char xen_hypervisor_callback[];
  35 extern const char xen_failsafe_callback[];
  36 extern void xen_sysenter_target(void);
  37 extern void xen_syscall_target(void);
  38 extern void xen_syscall32_target(void);
  39
  40 /* Amount of extra memory space we add to the e820 ranges */
  41 struct xen_memory_region xen_extra_mem[XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS] __initdata;
  42
  43 /* Number of pages released from the initial allocation. */
  44 unsigned long xen_released_pages;
  45
  46 /*
  47  * The maximum amount of extra memory compared to the base size.  The
  48  * main scaling factor is the size of struct page.  At extreme ratios
  49  * of base:extra, all the base memory can be filled with page
  50  * structures for the extra memory, leaving no space for anything
  51  * else.
  52  *
  53  * 10x seems like a reasonable balance between scaling flexibility and
  54  * leaving a practically usable system.
  55  */
  56 #define EXTRA_MEM_RATIO         (10)
  57
  58 static void __init xen_add_extra_mem(u64 start, u64 size)
  59 {
  60         unsigned long pfn;
  61         int i;
  62
  63         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
  64                 /* Add new region. */
  65                 if (xen_extra_mem[i].size == 0) {
  66                         xen_extra_mem[i].start = start;
  67                         xen_extra_mem[i].size  = size;
  68                         break;
  69                 }
  70                 /* Append to existing region. */
  71                 if (xen_extra_mem[i].start + xen_extra_mem[i].size == start) {
  72                         xen_extra_mem[i].size += size;
  73                         break;
  74                 }
  75         }
  76         if (i == XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS)
  77                 printk(KERN_WARNING "Warning: not enough extra memory regions\n");
  78
  79         memblock_x86_reserve_range(start, start + size, "XEN EXTRA");
  80
  81         xen_max_p2m_pfn = PFN_DOWN(start + size);
  82         for (pfn = PFN_DOWN(start); pfn < xen_max_p2m_pfn; pfn++) {
  83                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
  84
  85                 if (WARN(mfn == pfn, "Trying to over-write 1-1 mapping (pfn: %lx)\n", pfn))
  86                         continue;
  87                 WARN(mfn != INVALID_P2M_ENTRY, "Trying to remove %lx which has %lx mfn!\n",
  88                         pfn, mfn);
  89
  90                 __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
  91         }
  92 }
  93
  94 static unsigned long __init xen_release_chunk(unsigned long start,
  95                                               unsigned long end)
  96 {
  97         struct xen_memory_reservation reservation = {
  98                 .address_bits = 0,
  99                 .extent_order = 0,
 100                 .domid        = DOMID_SELF
 101         };
 102         unsigned long len = 0;
 103         unsigned long pfn;
 104         int ret;
 105
 106         for(pfn = start; pfn < end; pfn++) {
 107                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 108
 109                 /* Make sure pfn exists to start with */
 110                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY || mfn_to_pfn(mfn) != pfn)
 111                         continue;
 112
 113                 set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &mfn);
 114                 reservation.nr_extents = 1;
 115
 116                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_decrease_reservation,
 117                                            &reservation);
 118                 WARN(ret != 1, "Failed to release pfn %lx err=%d\n", pfn, ret);
 119                 if (ret == 1) {
 120                         __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
 121                         len++;
 122                 }
 123         }
 124         printk(KERN_INFO "Freeing  %lx-%lx pfn range: %lu pages freed\n",
 125                start, end, len);
 126
 127         return len;
 128 }
 129
 130 static unsigned long __init xen_set_identity_and_release(
 131         const struct e820entry *list, size_t map_size, unsigned long nr_pages)
 132 {
 133         phys_addr_t start = 0;
 134         unsigned long released = 0;
 135         unsigned long identity = 0;
 136         const struct e820entry *entry;
 137         int i;
 138
 139         /*
 140          * Combine non-RAM regions and gaps until a RAM region (or the
 141          * end of the map) is reached, then set the 1:1 map and
 142          * release the pages (if available) in those non-RAM regions.
 143          *
 144          * The combined non-RAM regions are rounded to a whole number
 145          * of pages so any partial pages are accessible via the 1:1
 146          * mapping.  This is needed for some BIOSes that put (for
 147          * example) the DMI tables in a reserved region that begins on
 148          * a non-page boundary.
 149          */
 150         for (i = 0, entry = list; i < map_size; i++, entry++) {
 151                 phys_addr_t end = entry->addr + entry->size;
 152
 153                 if (entry->type == E820_RAM || i == map_size - 1) {
 154                         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 155                         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
 156
 157                         if (entry->type == E820_RAM)
 158                                 end_pfn = PFN_UP(entry->addr);
 159
 160                         if (start_pfn < end_pfn) {
 161                                 if (start_pfn < nr_pages)
 162                                         released += xen_release_chunk(
 163                                                 start_pfn, min(end_pfn, nr_pages));
 164
 165                                 identity += set_phys_range_identity(
 166                                         start_pfn, end_pfn);
 167                         }
 168                         start = end;
 169                 }
 170         }
 171
 172         printk(KERN_INFO "Released %lu pages of unused memory\n", released);
 173         printk(KERN_INFO "Set %ld page(s) to 1-1 mapping\n", identity);
 174
 175         return released;
 176 }
 177
 178 static unsigned long __init xen_get_max_pages(void)
 179 {
 180         unsigned long max_pages = MAX_DOMAIN_PAGES;
 181         domid_t domid = DOMID_SELF;
 182         int ret;
 183
 184         /*
 185          * For the initial domain we use the maximum reservation as
 186          * the maximum page.
 187          *
 188          * For guest domains the current maximum reservation reflects
 189          * the current maximum rather than the static maximum. In this
 190          * case the e820 map provided to us will cover the static
 191          * maximum region.
 192          */
 193         if (xen_initial_domain()) {
 194                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_maximum_reservation, &domid);
 195                 if (ret > 0)
 196                         max_pages = ret;
 197         }
 198
 199         return min(max_pages, MAX_DOMAIN_PAGES);
 200 }
 201
 202 static void xen_align_and_add_e820_region(u64 start, u64 size, int type)
 203 {
 204         u64 end = start + size;
 205
 206         /* Align RAM regions to page boundaries. */
 207         if (type == E820_RAM) {
 208                 start = PAGE_ALIGN(start);
 209                 end &= ~((u64)PAGE_SIZE - 1);
 210         }
 211
 212         e820_add_region(start, end - start, type);
 213 }
 214
 215 void xen_ignore_unusable(struct e820entry *list, size_t map_size)
 216 {
 217         struct e820entry *entry;
 218         unsigned int i;
 219
 220         for (i = 0, entry = list; i < map_size; i++, entry++) {
 221                 if (entry->type == E820_UNUSABLE)
 222                         entry->type = E820_RAM;
 223         }
 224 }
 225
 226 /**
 227  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
 228  **/
 229 char * __init xen_memory_setup(void)
 230 {
 231         static struct e820entry map[E820MAX] __initdata;
 232
 233         unsigned long max_pfn = xen_start_info->nr_pages;
 234         unsigned long long mem_end;
 235         int rc;
 236         struct xen_memory_map memmap;
 237         unsigned long max_pages;
 238         unsigned long extra_pages = 0;
 239         int i;
 240         int op;
 241
 242         max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, max_pfn);
 243         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
 244
 245         memmap.nr_entries = E820MAX;
 246         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, map);
 247
 248         op = xen_initial_domain() ?
 249                 XENMEM_machine_memory_map :
 250                 XENMEM_memory_map;
 251         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
 252         if (rc == -ENOSYS) {
 253                 BUG_ON(xen_initial_domain());
 254                 memmap.nr_entries = 1;
 255                 map[0].addr = 0ULL;
 256                 map[0].size = mem_end;
 257                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
 258                 map[0].size += 8ULL << 20;
 259                 map[0].type = E820_RAM;
 260                 rc = 0;
 261         }
 262         BUG_ON(rc);
 263
 264         /*
 265          * Xen won't allow a 1:1 mapping to be created to UNUSABLE
 266          * regions, so if we're using the machine memory map leave the
 267          * region as RAM as it is in the pseudo-physical map.
 268          *
 269          * UNUSABLE regions in domUs are not handled and will need
 270          * a patch in the future.
 271          */
 272         if (xen_initial_domain())
 273                 xen_ignore_unusable(map, memmap.nr_entries);
 274
 275         /* Make sure the Xen-supplied memory map is well-ordered. */
 276         sanitize_e820_map(map, memmap.nr_entries, &memmap.nr_entries);
 277
 278         max_pages = xen_get_max_pages();
 279         if (max_pages > max_pfn)
 280                 extra_pages += max_pages - max_pfn;
 281
 282         /*
 283          * Set P2M for all non-RAM pages and E820 gaps to be identity
 284          * type PFNs.  Any RAM pages that would be made inaccesible by
 285          * this are first released.
 286          */
 287         xen_released_pages = xen_set_identity_and_release(
 288                 map, memmap.nr_entries, max_pfn);
 289         extra_pages += xen_released_pages;
 290
 291         /*
 292          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
 293          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
 294          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
 295          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
 296          * get completely filled.
 297          *
 298          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
 299          * the initial memory is also very large with respect to
 300          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
 301          */
 302         extra_pages = min(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
 303                           extra_pages);
 304
 305         i = 0;
 306         while (i < memmap.nr_entries) {
 307                 u64 addr = map[i].addr;
 308                 u64 size = map[i].size;
 309                 u32 type = map[i].type;
 310
 311                 if (type == E820_RAM) {
 312                         if (addr < mem_end) {
 313                                 size = min(size, mem_end - addr);
 314                         } else if (extra_pages) {
 315                                 size = min(size, (u64)extra_pages * PAGE_SIZE);
 316                                 extra_pages -= size / PAGE_SIZE;
 317                                 xen_add_extra_mem(addr, size);
 318                         } else
 319                                 type = E820_UNUSABLE;
 320                 }
 321
 322                 xen_align_and_add_e820_region(addr, size, type);
 323
 324                 map[i].addr += size;
 325                 map[i].size -= size;
 326                 if (map[i].size == 0)
 327                         i++;
 328         }
 329
 330         /*
 331          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
 332          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
 333          * about in there.
 334          */
 335         e820_add_region(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS,
 336                         E820_RESERVED);
 337
 338         /*
 339          * Reserve Xen bits:
 340          *  - mfn_list
 341          *  - xen_start_info
 342          * See comment above "struct start_info" in <xen/interface/xen.h>
 343          */
 344         memblock_x86_reserve_range(__pa(xen_start_info->mfn_list),
 345                       __pa(xen_start_info->pt_base),
 346                         "XEN START INFO");
 347
 348         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 349
 350         return "Xen";
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
 355  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
 356  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
 357  */
 358 static void __init fiddle_vdso(void)
 359 {
 360 #ifdef CONFIG_X86_32
 361         u32 *mask;
 362         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_int80_start, NOTE_MASK);
 363         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 364         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_sysenter_start, NOTE_MASK);
 365         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 366 #endif
 367 }
 368
 369 static int __cpuinit register_callback(unsigned type, const void *func)
 370 {
 371         struct callback_register callback = {
 372                 .type = type,
 373                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
 374                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
 375         };
 376
 377         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
 378 }
 379
 380 void __cpuinit xen_enable_sysenter(void)
 381 {
 382         int ret;
 383         unsigned sysenter_feature;
 384
 385 #ifdef CONFIG_X86_32
 386         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
 387 #else
 388         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
 389 #endif
 390
 391         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
 392                 return;
 393
 394         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
 395         if(ret != 0)
 396                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
 397 }
 398
 399 void __cpuinit xen_enable_syscall(void)
 400 {
 401 #ifdef CONFIG_X86_64
 402         int ret;
 403
 404         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
 405         if (ret != 0) {
 406                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
 407                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
 408                    mechanism for syscalls. */
 409         }
 410
 411         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
 412                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
 413                                         xen_syscall32_target);
 414                 if (ret != 0)
 415                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
 416         }
 417 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 418 }
 419
 420 void __init xen_arch_setup(void)
 421 {
 422         xen_panic_handler_init();
 423
 424         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
 425         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
 426
 427         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 428                 HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
 429                                      VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
 430
 431         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
 432             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
 433                 BUG();
 434
 435         xen_enable_sysenter();
 436         xen_enable_syscall();
 437
 438 #ifdef CONFIG_ACPI
 439         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
 440                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
 441                 disable_acpi();
 442         }
 443 #endif
 444
 445         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
 446                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
 447                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
 448
 449         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
 450 #ifdef CONFIG_X86_32
 451         boot_cpu_data.hlt_works_ok = 1;
 452 #endif
 453         disable_cpuidle();
 454         boot_option_idle_override = IDLE_HALT;
 455         WARN_ON(set_pm_idle_to_default());
 456         fiddle_vdso();
 457 #ifdef CONFIG_NUMA
 458         numa_off = 1;
 459 #endif
 460 }