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 /**
 216  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
 217  **/
 218 char * __init xen_memory_setup(void)
 219 {
 220         static struct e820entry map[E820MAX] __initdata;
 221
 222         unsigned long max_pfn = xen_start_info->nr_pages;
 223         unsigned long long mem_end;
 224         int rc;
 225         struct xen_memory_map memmap;
 226         unsigned long max_pages;
 227         unsigned long extra_pages = 0;
 228         int i;
 229         int op;
 230
 231         max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, max_pfn);
 232         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
 233
 234         memmap.nr_entries = E820MAX;
 235         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, map);
 236
 237         op = xen_initial_domain() ?
 238                 XENMEM_machine_memory_map :
 239                 XENMEM_memory_map;
 240         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
 241         if (rc == -ENOSYS) {
 242                 BUG_ON(xen_initial_domain());
 243                 memmap.nr_entries = 1;
 244                 map[0].addr = 0ULL;
 245                 map[0].size = mem_end;
 246                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
 247                 map[0].size += 8ULL << 20;
 248                 map[0].type = E820_RAM;
 249                 rc = 0;
 250         }
 251         BUG_ON(rc);
 252
 253         /* Make sure the Xen-supplied memory map is well-ordered. */
 254         sanitize_e820_map(map, memmap.nr_entries, &memmap.nr_entries);
 255
 256         max_pages = xen_get_max_pages();
 257         if (max_pages > max_pfn)
 258                 extra_pages += max_pages - max_pfn;
 259
 260         /*
 261          * Set P2M for all non-RAM pages and E820 gaps to be identity
 262          * type PFNs.  Any RAM pages that would be made inaccesible by
 263          * this are first released.
 264          */
 265         xen_released_pages = xen_set_identity_and_release(
 266                 map, memmap.nr_entries, max_pfn);
 267         extra_pages += xen_released_pages;
 268
 269         /*
 270          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
 271          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
 272          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
 273          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
 274          * get completely filled.
 275          *
 276          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
 277          * the initial memory is also very large with respect to
 278          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
 279          */
 280         extra_pages = min(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
 281                           extra_pages);
 282
 283         i = 0;
 284         while (i < memmap.nr_entries) {
 285                 u64 addr = map[i].addr;
 286                 u64 size = map[i].size;
 287                 u32 type = map[i].type;
 288
 289                 if (type == E820_RAM) {
 290                         if (addr < mem_end) {
 291                                 size = min(size, mem_end - addr);
 292                         } else if (extra_pages) {
 293                                 size = min(size, (u64)extra_pages * PAGE_SIZE);
 294                                 extra_pages -= size / PAGE_SIZE;
 295                                 xen_add_extra_mem(addr, size);
 296                         } else
 297                                 type = E820_UNUSABLE;
 298                 }
 299
 300                 xen_align_and_add_e820_region(addr, size, type);
 301
 302                 map[i].addr += size;
 303                 map[i].size -= size;
 304                 if (map[i].size == 0)
 305                         i++;
 306         }
 307
 308         /*
 309          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
 310          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
 311          * about in there.
 312          */
 313         e820_add_region(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS,
 314                         E820_RESERVED);
 315
 316         /*
 317          * Reserve Xen bits:
 318          *  - mfn_list
 319          *  - xen_start_info
 320          * See comment above "struct start_info" in <xen/interface/xen.h>
 321          */
 322         memblock_x86_reserve_range(__pa(xen_start_info->mfn_list),
 323                       __pa(xen_start_info->pt_base),
 324                         "XEN START INFO");
 325
 326         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 327
 328         return "Xen";
 329 }
 330
 331 /*
 332  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
 333  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
 334  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
 335  */
 336 static void __init fiddle_vdso(void)
 337 {
 338 #ifdef CONFIG_X86_32
 339         u32 *mask;
 340         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_int80_start, NOTE_MASK);
 341         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 342         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_sysenter_start, NOTE_MASK);
 343         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 344 #endif
 345 }
 346
 347 static int __cpuinit register_callback(unsigned type, const void *func)
 348 {
 349         struct callback_register callback = {
 350                 .type = type,
 351                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
 352                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
 353         };
 354
 355         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
 356 }
 357
 358 void __cpuinit xen_enable_sysenter(void)
 359 {
 360         int ret;
 361         unsigned sysenter_feature;
 362
 363 #ifdef CONFIG_X86_32
 364         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
 365 #else
 366         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
 367 #endif
 368
 369         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
 370                 return;
 371
 372         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
 373         if(ret != 0)
 374                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
 375 }
 376
 377 void __cpuinit xen_enable_syscall(void)
 378 {
 379 #ifdef CONFIG_X86_64
 380         int ret;
 381
 382         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
 383         if (ret != 0) {
 384                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
 385                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
 386                    mechanism for syscalls. */
 387         }
 388
 389         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
 390                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
 391                                         xen_syscall32_target);
 392                 if (ret != 0)
 393                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
 394         }
 395 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 396 }
 397
 398 void __init xen_arch_setup(void)
 399 {
 400         xen_panic_handler_init();
 401
 402         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
 403         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
 404
 405         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 406                 HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
 407                                      VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
 408
 409         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
 410             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
 411                 BUG();
 412
 413         xen_enable_sysenter();
 414         xen_enable_syscall();
 415
 416 #ifdef CONFIG_ACPI
 417         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
 418                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
 419                 disable_acpi();
 420         }
 421 #endif
 422
 423         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
 424                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
 425                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
 426
 427         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
 428 #ifdef CONFIG_X86_32
 429         boot_cpu_data.hlt_works_ok = 1;
 430 #endif
 431         disable_cpuidle();
 432         boot_option_idle_override = IDLE_HALT;
 433         WARN_ON(set_pm_idle_to_default());
 434         fiddle_vdso();
 435 #ifdef CONFIG_NUMA
 436         numa_off = 1;
 437 #endif
 438 }