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/xen/hypervisor.h>
  20 #include <asm/xen/hypercall.h>
  21
  22 #include <xen/xen.h>
  23 #include <xen/page.h>
  24 #include <xen/interface/callback.h>
  25 #include <xen/interface/memory.h>
  26 #include <xen/interface/physdev.h>
  27 #include <xen/features.h>
  28
  29 #include "xen-ops.h"
  30 #include "vdso.h"
  31
  32 /* These are code, but not functions.  Defined in entry.S */
  33 extern const char xen_hypervisor_callback[];
  34 extern const char xen_failsafe_callback[];
  35 extern void xen_sysenter_target(void);
  36 extern void xen_syscall_target(void);
  37 extern void xen_syscall32_target(void);
  38
  39 /* Amount of extra memory space we add to the e820 ranges */
  40 phys_addr_t xen_extra_mem_start, xen_extra_mem_size;
  41
  42 /*
  43  * The maximum amount of extra memory compared to the base size.  The
  44  * main scaling factor is the size of struct page.  At extreme ratios
  45  * of base:extra, all the base memory can be filled with page
  46  * structures for the extra memory, leaving no space for anything
  47  * else.
  48  *
  49  * 10x seems like a reasonable balance between scaling flexibility and
  50  * leaving a practically usable system.
  51  */
  52 #define EXTRA_MEM_RATIO         (10)
  53
  54 static void __init xen_add_extra_mem(unsigned long pages)
  55 {
  56         unsigned long pfn;
  57
  58         u64 size = (u64)pages * PAGE_SIZE;
  59         u64 extra_start = xen_extra_mem_start + xen_extra_mem_size;
  60
  61         if (!pages)
  62                 return;
  63
  64         e820_add_region(extra_start, size, E820_RAM);
  65         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
  66
  67         memblock_x86_reserve_range(extra_start, extra_start + size, "XEN EXTRA");
  68
  69         xen_extra_mem_size += size;
  70
  71         xen_max_p2m_pfn = PFN_DOWN(extra_start + size);
  72
  73         for (pfn = PFN_DOWN(extra_start); pfn <= xen_max_p2m_pfn; pfn++)
  74                 __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
  75 }
  76
  77 static unsigned long __init xen_release_chunk(phys_addr_t start_addr,
  78                                               phys_addr_t end_addr)
  79 {
  80         struct xen_memory_reservation reservation = {
  81                 .address_bits = 0,
  82                 .extent_order = 0,
  83                 .domid        = DOMID_SELF
  84         };
  85         unsigned long start, end;
  86         unsigned long len = 0;
  87         unsigned long pfn;
  88         int ret;
  89
  90         start = PFN_UP(start_addr);
  91         end = PFN_DOWN(end_addr);
  92
  93         if (end <= start)
  94                 return 0;
  95
  96         for(pfn = start; pfn < end; pfn++) {
  97                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
  98
  99                 /* Make sure pfn exists to start with */
 100                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY || mfn_to_pfn(mfn) != pfn)
 101                         continue;
 102
 103                 set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &mfn);
 104                 reservation.nr_extents = 1;
 105
 106                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_decrease_reservation,
 107                                            &reservation);
 108                 WARN(ret != 1, "Failed to release pfn %lx err=%d\n", pfn, ret);
 109                 if (ret == 1) {
 110                         __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
 111                         len++;
 112                 }
 113         }
 114         printk(KERN_INFO "Freeing  %lx-%lx pfn range: %lu pages freed\n",
 115                start, end, len);
 116
 117         return len;
 118 }
 119
 120 static unsigned long __init xen_return_unused_memory(unsigned long max_pfn,
 121                                                      const struct e820map *e820)
 122 {
 123         phys_addr_t max_addr = PFN_PHYS(max_pfn);
 124         phys_addr_t last_end = ISA_END_ADDRESS;
 125         unsigned long released = 0;
 126         int i;
 127
 128         /* Free any unused memory above the low 1Mbyte. */
 129         for (i = 0; i < e820->nr_map && last_end < max_addr; i++) {
 130                 phys_addr_t end = e820->map[i].addr;
 131                 end = min(max_addr, end);
 132
 133                 if (last_end < end)
 134                         released += xen_release_chunk(last_end, end);
 135                 last_end = max(last_end, e820->map[i].addr + e820->map[i].size);
 136         }
 137
 138         if (last_end < max_addr)
 139                 released += xen_release_chunk(last_end, max_addr);
 140
 141         printk(KERN_INFO "released %lu pages of unused memory\n", released);
 142         return released;
 143 }
 144
 145 static unsigned long __init xen_set_identity(const struct e820entry *list,
 146                                              ssize_t map_size)
 147 {
 148         phys_addr_t last = xen_initial_domain() ? 0 : ISA_END_ADDRESS;
 149         phys_addr_t start_pci = last;
 150         const struct e820entry *entry;
 151         unsigned long identity = 0;
 152         int i;
 153
 154         for (i = 0, entry = list; i < map_size; i++, entry++) {
 155                 phys_addr_t start = entry->addr;
 156                 phys_addr_t end = start + entry->size;
 157
 158                 if (start < last)
 159                         start = last;
 160
 161                 if (end <= start)
 162                         continue;
 163
 164                 /* Skip over the 1MB region. */
 165                 if (last > end)
 166                         continue;
 167
 168                 if ((entry->type == E820_RAM) || (entry->type == E820_UNUSABLE)) {
 169                         if (start > start_pci)
 170                                 identity += set_phys_range_identity(
 171                                                 PFN_UP(start_pci), PFN_DOWN(start));
 172
 173                         /* Without saving 'last' we would gooble RAM too
 174                          * at the end of the loop. */
 175                         last = end;
 176                         start_pci = end;
 177                         continue;
 178                 }
 179                 start_pci = min(start, start_pci);
 180                 last = end;
 181         }
 182         if (last > start_pci)
 183                 identity += set_phys_range_identity(
 184                                         PFN_UP(start_pci), PFN_DOWN(last));
 185         return identity;
 186 }
 187
 188 static unsigned long __init xen_get_max_pages(void)
 189 {
 190         unsigned long max_pages = MAX_DOMAIN_PAGES;
 191         domid_t domid = DOMID_SELF;
 192         int ret;
 193
 194         ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_maximum_reservation, &domid);
 195         if (ret > 0)
 196                 max_pages = ret;
 197         return min(max_pages, MAX_DOMAIN_PAGES);
 198 }
 199
 200 /**
 201  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
 202  **/
 203 char * __init xen_memory_setup(void)
 204 {
 205         static struct e820entry map[E820MAX] __initdata;
 206         static struct e820entry map_raw[E820MAX] __initdata;
 207
 208         unsigned long max_pfn = xen_start_info->nr_pages;
 209         unsigned long long mem_end;
 210         int rc;
 211         struct xen_memory_map memmap;
 212         unsigned long extra_pages = 0;
 213         unsigned long extra_limit;
 214         unsigned long identity_pages = 0;
 215         int i;
 216         int op;
 217
 218         max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, max_pfn);
 219         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
 220
 221         memmap.nr_entries = E820MAX;
 222         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, map);
 223
 224         op = xen_initial_domain() ?
 225                 XENMEM_machine_memory_map :
 226                 XENMEM_memory_map;
 227         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
 228         if (rc == -ENOSYS) {
 229                 BUG_ON(xen_initial_domain());
 230                 memmap.nr_entries = 1;
 231                 map[0].addr = 0ULL;
 232                 map[0].size = mem_end;
 233                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
 234                 map[0].size += 8ULL << 20;
 235                 map[0].type = E820_RAM;
 236                 rc = 0;
 237         }
 238         BUG_ON(rc);
 239
 240         memcpy(map_raw, map, sizeof(map));
 241         e820.nr_map = 0;
 242         xen_extra_mem_start = mem_end;
 243         for (i = 0; i < memmap.nr_entries; i++) {
 244                 unsigned long long end;
 245
 246                 /* Guard against non-page aligned E820 entries. */
 247                 if (map[i].type == E820_RAM)
 248                         map[i].size -= (map[i].size + map[i].addr) % PAGE_SIZE;
 249
 250                 end = map[i].addr + map[i].size;
 251                 if (map[i].type == E820_RAM && end > mem_end) {
 252                         /* RAM off the end - may be partially included */
 253                         u64 delta = min(map[i].size, end - mem_end);
 254
 255                         map[i].size -= delta;
 256                         end -= delta;
 257
 258                         extra_pages += PFN_DOWN(delta);
 259                         /*
 260                          * Set RAM below 4GB that is not for us to be unusable.
 261                          * This prevents "System RAM" address space from being
 262                          * used as potential resource for I/O address (happens
 263                          * when 'allocate_resource' is called).
 264                          */
 265                         if (delta &&
 266                                 (xen_initial_domain() && end < 0x100000000ULL))
 267                                 e820_add_region(end, delta, E820_UNUSABLE);
 268                 }
 269
 270                 if (map[i].size > 0 && end > xen_extra_mem_start)
 271                         xen_extra_mem_start = end;
 272
 273                 /* Add region if any remains */
 274                 if (map[i].size > 0)
 275                         e820_add_region(map[i].addr, map[i].size, map[i].type);
 276         }
 277         /* Align the balloon area so that max_low_pfn does not get set
 278          * to be at the _end_ of the PCI gap at the far end (fee01000).
 279          * Note that xen_extra_mem_start gets set in the loop above to be
 280          * past the last E820 region. */
 281         if (xen_initial_domain() && (xen_extra_mem_start < (1ULL<<32)))
 282                 xen_extra_mem_start = (1ULL<<32);
 283
 284         /*
 285          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
 286          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
 287          * about in there.
 288          *
 289          * In Dom0, the host E820 information can leave gaps in the
 290          * ISA range, which would cause us to release those pages.  To
 291          * avoid this, we unconditionally reserve them here.
 292          */
 293         e820_add_region(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS,
 294                         E820_RESERVED);
 295
 296         /*
 297          * Reserve Xen bits:
 298          *  - mfn_list
 299          *  - xen_start_info
 300          * See comment above "struct start_info" in <xen/interface/xen.h>
 301          */
 302         memblock_x86_reserve_range(__pa(xen_start_info->mfn_list),
 303                       __pa(xen_start_info->pt_base),
 304                         "XEN START INFO");
 305
 306         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 307
 308         extra_limit = xen_get_max_pages();
 309         if (extra_limit >= max_pfn)
 310                 extra_pages = extra_limit - max_pfn;
 311         else
 312                 extra_pages = 0;
 313
 314         extra_pages += xen_return_unused_memory(xen_start_info->nr_pages, &e820);
 315
 316         /*
 317          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
 318          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
 319          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
 320          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
 321          * get completely filled.
 322          *
 323          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
 324          * the initial memory is also very large with respect to
 325          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
 326          */
 327         extra_limit = min(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
 328                           max_pfn + extra_pages);
 329
 330         if (extra_limit >= max_pfn)
 331                 extra_pages = extra_limit - max_pfn;
 332         else
 333                 extra_pages = 0;
 334
 335         xen_add_extra_mem(extra_pages);
 336
 337         /*
 338          * Set P2M for all non-RAM pages and E820 gaps to be identity
 339          * type PFNs. We supply it with the non-sanitized version
 340          * of the E820.
 341          */
 342         identity_pages = xen_set_identity(map_raw, memmap.nr_entries);
 343         printk(KERN_INFO "Set %ld page(s) to 1-1 mapping.\n", identity_pages);
 344         return "Xen";
 345 }
 346
 347 /*
 348  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
 349  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
 350  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
 351  */
 352 static void __init fiddle_vdso(void)
 353 {
 354 #ifdef CONFIG_X86_32
 355         u32 *mask;
 356         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_int80_start, NOTE_MASK);
 357         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 358         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_sysenter_start, NOTE_MASK);
 359         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 360 #endif
 361 }
 362
 363 static int __cpuinit register_callback(unsigned type, const void *func)
 364 {
 365         struct callback_register callback = {
 366                 .type = type,
 367                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
 368                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
 369         };
 370
 371         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
 372 }
 373
 374 void __cpuinit xen_enable_sysenter(void)
 375 {
 376         int ret;
 377         unsigned sysenter_feature;
 378
 379 #ifdef CONFIG_X86_32
 380         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
 381 #else
 382         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
 383 #endif
 384
 385         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
 386                 return;
 387
 388         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
 389         if(ret != 0)
 390                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
 391 }
 392
 393 void __cpuinit xen_enable_syscall(void)
 394 {
 395 #ifdef CONFIG_X86_64
 396         int ret;
 397
 398         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
 399         if (ret != 0) {
 400                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
 401                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
 402                    mechanism for syscalls. */
 403         }
 404
 405         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
 406                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
 407                                         xen_syscall32_target);
 408                 if (ret != 0)
 409                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
 410         }
 411 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 412 }
 413
 414 void __init xen_arch_setup(void)
 415 {
 416         xen_panic_handler_init();
 417
 418         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
 419         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
 420
 421         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 422                 HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
 423                                      VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
 424
 425         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
 426             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
 427                 BUG();
 428
 429         xen_enable_sysenter();
 430         xen_enable_syscall();
 431
 432 #ifdef CONFIG_ACPI
 433         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
 434                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
 435                 disable_acpi();
 436         }
 437 #endif
 438
 439         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
 440                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
 441                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
 442
 443         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
 444 #ifdef CONFIG_X86_32
 445         boot_cpu_data.hlt_works_ok = 1;
 446 #endif
 447         disable_cpuidle();
 448         boot_option_idle_override = IDLE_HALT;
 449
 450         fiddle_vdso();
 451 }