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 struct xen_memory_region xen_extra_mem[XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS] __initdata;
  41
  42 /* Number of pages released from the initial allocation. */
  43 unsigned long xen_released_pages;
  44
  45 /*
  46  * The maximum amount of extra memory compared to the base size.  The
  47  * main scaling factor is the size of struct page.  At extreme ratios
  48  * of base:extra, all the base memory can be filled with page
  49  * structures for the extra memory, leaving no space for anything
  50  * else.
  51  *
  52  * 10x seems like a reasonable balance between scaling flexibility and
  53  * leaving a practically usable system.
  54  */
  55 #define EXTRA_MEM_RATIO         (10)
  56
  57 static void __init xen_add_extra_mem(u64 start, u64 size)
  58 {
  59         unsigned long pfn;
  60         int i;
  61
  62         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
  63                 /* Add new region. */
  64                 if (xen_extra_mem[i].size == 0) {
  65                         xen_extra_mem[i].start = start;
  66                         xen_extra_mem[i].size  = size;
  67                         break;
  68                 }
  69                 /* Append to existing region. */
  70                 if (xen_extra_mem[i].start + xen_extra_mem[i].size == start) {
  71                         xen_extra_mem[i].size += size;
  72                         break;
  73                 }
  74         }
  75         if (i == XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS)
  76                 printk(KERN_WARNING "Warning: not enough extra memory regions\n");
  77
  78         memblock_x86_reserve_range(start, start + size, "XEN EXTRA");
  79
  80         xen_max_p2m_pfn = PFN_DOWN(start + size);
  81
  82         for (pfn = PFN_DOWN(start); pfn <= xen_max_p2m_pfn; pfn++)
  83                 __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
  84 }
  85
  86 static unsigned long __init xen_release_chunk(phys_addr_t start_addr,
  87                                               phys_addr_t end_addr)
  88 {
  89         struct xen_memory_reservation reservation = {
  90                 .address_bits = 0,
  91                 .extent_order = 0,
  92                 .domid        = DOMID_SELF
  93         };
  94         unsigned long start, end;
  95         unsigned long len = 0;
  96         unsigned long pfn;
  97         int ret;
  98
  99         start = PFN_UP(start_addr);
 100         end = PFN_DOWN(end_addr);
 101
 102         if (end <= start)
 103                 return 0;
 104
 105         for(pfn = start; pfn < end; pfn++) {
 106                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 107
 108                 /* Make sure pfn exists to start with */
 109                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY || mfn_to_pfn(mfn) != pfn)
 110                         continue;
 111
 112                 set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &mfn);
 113                 reservation.nr_extents = 1;
 114
 115                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_decrease_reservation,
 116                                            &reservation);
 117                 WARN(ret != 1, "Failed to release pfn %lx err=%d\n", pfn, ret);
 118                 if (ret == 1) {
 119                         __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
 120                         len++;
 121                 }
 122         }
 123         printk(KERN_INFO "Freeing  %lx-%lx pfn range: %lu pages freed\n",
 124                start, end, len);
 125
 126         return len;
 127 }
 128
 129 static unsigned long __init xen_return_unused_memory(
 130         unsigned long max_pfn, const struct e820entry *map, int nr_map)
 131 {
 132         phys_addr_t max_addr = PFN_PHYS(max_pfn);
 133         phys_addr_t last_end = ISA_END_ADDRESS;
 134         unsigned long released = 0;
 135         int i;
 136
 137         /* Free any unused memory above the low 1Mbyte. */
 138         for (i = 0; i < nr_map && last_end < max_addr; i++) {
 139                 phys_addr_t end = map[i].addr;
 140                 end = min(max_addr, end);
 141
 142                 if (last_end < end)
 143                         released += xen_release_chunk(last_end, end);
 144                 last_end = max(last_end, map[i].addr + map[i].size);
 145         }
 146
 147         if (last_end < max_addr)
 148                 released += xen_release_chunk(last_end, max_addr);
 149
 150         printk(KERN_INFO "released %lu pages of unused memory\n", released);
 151         return released;
 152 }
 153
 154 static unsigned long __init xen_set_identity(const struct e820entry *list,
 155                                              ssize_t map_size)
 156 {
 157         phys_addr_t last = xen_initial_domain() ? 0 : ISA_END_ADDRESS;
 158         phys_addr_t start_pci = last;
 159         const struct e820entry *entry;
 160         unsigned long identity = 0;
 161         int i;
 162
 163         for (i = 0, entry = list; i < map_size; i++, entry++) {
 164                 phys_addr_t start = entry->addr;
 165                 phys_addr_t end = start + entry->size;
 166
 167                 if (start < last)
 168                         start = last;
 169
 170                 if (end <= start)
 171                         continue;
 172
 173                 /* Skip over the 1MB region. */
 174                 if (last > end)
 175                         continue;
 176
 177                 if ((entry->type == E820_RAM) || (entry->type == E820_UNUSABLE)) {
 178                         if (start > start_pci)
 179                                 identity += set_phys_range_identity(
 180                                                 PFN_UP(start_pci), PFN_DOWN(start));
 181
 182                         /* Without saving 'last' we would gooble RAM too
 183                          * at the end of the loop. */
 184                         last = end;
 185                         start_pci = end;
 186                         continue;
 187                 }
 188                 start_pci = min(start, start_pci);
 189                 last = end;
 190         }
 191         if (last > start_pci)
 192                 identity += set_phys_range_identity(
 193                                         PFN_UP(start_pci), PFN_DOWN(last));
 194         return identity;
 195 }
 196
 197 static unsigned long __init xen_get_max_pages(void)
 198 {
 199         unsigned long max_pages = MAX_DOMAIN_PAGES;
 200         domid_t domid = DOMID_SELF;
 201         int ret;
 202
 203         ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_maximum_reservation, &domid);
 204         if (ret > 0)
 205                 max_pages = ret;
 206         return min(max_pages, MAX_DOMAIN_PAGES);
 207 }
 208
 209 static void xen_align_and_add_e820_region(u64 start, u64 size, int type)
 210 {
 211         u64 end = start + size;
 212
 213         /* Align RAM regions to page boundaries. */
 214         if (type == E820_RAM) {
 215                 start = PAGE_ALIGN(start);
 216                 end &= ~((u64)PAGE_SIZE - 1);
 217         }
 218
 219         e820_add_region(start, end - start, type);
 220 }
 221
 222 /**
 223  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
 224  **/
 225 char * __init xen_memory_setup(void)
 226 {
 227         static struct e820entry map[E820MAX] __initdata;
 228
 229         unsigned long max_pfn = xen_start_info->nr_pages;
 230         unsigned long long mem_end;
 231         int rc;
 232         struct xen_memory_map memmap;
 233         unsigned long max_pages;
 234         unsigned long extra_pages = 0;
 235         unsigned long identity_pages = 0;
 236         int i;
 237         int op;
 238
 239         max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, max_pfn);
 240         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
 241
 242         memmap.nr_entries = E820MAX;
 243         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, map);
 244
 245         op = xen_initial_domain() ?
 246                 XENMEM_machine_memory_map :
 247                 XENMEM_memory_map;
 248         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
 249         if (rc == -ENOSYS) {
 250                 BUG_ON(xen_initial_domain());
 251                 memmap.nr_entries = 1;
 252                 map[0].addr = 0ULL;
 253                 map[0].size = mem_end;
 254                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
 255                 map[0].size += 8ULL << 20;
 256                 map[0].type = E820_RAM;
 257                 rc = 0;
 258         }
 259         BUG_ON(rc);
 260
 261         /* Make sure the Xen-supplied memory map is well-ordered. */
 262         sanitize_e820_map(map, memmap.nr_entries, &memmap.nr_entries);
 263
 264         max_pages = xen_get_max_pages();
 265         if (max_pages > max_pfn)
 266                 extra_pages += max_pages - max_pfn;
 267
 268         xen_released_pages = xen_return_unused_memory(max_pfn, map,
 269                                                       memmap.nr_entries);
 270         extra_pages += xen_released_pages;
 271
 272         /*
 273          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
 274          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
 275          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
 276          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
 277          * get completely filled.
 278          *
 279          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
 280          * the initial memory is also very large with respect to
 281          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
 282          */
 283         extra_pages = min(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
 284                           extra_pages);
 285
 286         i = 0;
 287         while (i < memmap.nr_entries) {
 288                 u64 addr = map[i].addr;
 289                 u64 size = map[i].size;
 290                 u32 type = map[i].type;
 291
 292                 if (type == E820_RAM) {
 293                         if (addr < mem_end) {
 294                                 size = min(size, mem_end - addr);
 295                         } else if (extra_pages) {
 296                                 size = min(size, (u64)extra_pages * PAGE_SIZE);
 297                                 extra_pages -= size / PAGE_SIZE;
 298                                 xen_add_extra_mem(addr, size);
 299                         } else
 300                                 type = E820_UNUSABLE;
 301                 }
 302
 303                 xen_align_and_add_e820_region(addr, size, type);
 304
 305                 map[i].addr += size;
 306                 map[i].size -= size;
 307                 if (map[i].size == 0)
 308                         i++;
 309         }
 310
 311         /*
 312          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
 313          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
 314          * about in there.
 315          *
 316          * In Dom0, the host E820 information can leave gaps in the
 317          * ISA range, which would cause us to release those pages.  To
 318          * avoid this, we unconditionally reserve them here.
 319          */
 320         e820_add_region(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS,
 321                         E820_RESERVED);
 322
 323         /*
 324          * Reserve Xen bits:
 325          *  - mfn_list
 326          *  - xen_start_info
 327          * See comment above "struct start_info" in <xen/interface/xen.h>
 328          */
 329         memblock_x86_reserve_range(__pa(xen_start_info->mfn_list),
 330                       __pa(xen_start_info->pt_base),
 331                         "XEN START INFO");
 332
 333         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 334
 335         /*
 336          * Set P2M for all non-RAM pages and E820 gaps to be identity
 337          * type PFNs.
 338          */
 339         identity_pages = xen_set_identity(e820.map, e820.nr_map);
 340         printk(KERN_INFO "Set %ld page(s) to 1-1 mapping.\n", identity_pages);
 341         return "Xen";
 342 }
 343
 344 /*
 345  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
 346  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
 347  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
 348  */
 349 static void __init fiddle_vdso(void)
 350 {
 351 #ifdef CONFIG_X86_32
 352         u32 *mask;
 353         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_int80_start, NOTE_MASK);
 354         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 355         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_sysenter_start, NOTE_MASK);
 356         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 357 #endif
 358 }
 359
 360 static int __cpuinit register_callback(unsigned type, const void *func)
 361 {
 362         struct callback_register callback = {
 363                 .type = type,
 364                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
 365                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
 366         };
 367
 368         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
 369 }
 370
 371 void __cpuinit xen_enable_sysenter(void)
 372 {
 373         int ret;
 374         unsigned sysenter_feature;
 375
 376 #ifdef CONFIG_X86_32
 377         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
 378 #else
 379         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
 380 #endif
 381
 382         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
 383                 return;
 384
 385         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
 386         if(ret != 0)
 387                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
 388 }
 389
 390 void __cpuinit xen_enable_syscall(void)
 391 {
 392 #ifdef CONFIG_X86_64
 393         int ret;
 394
 395         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
 396         if (ret != 0) {
 397                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
 398                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
 399                    mechanism for syscalls. */
 400         }
 401
 402         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
 403                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
 404                                         xen_syscall32_target);
 405                 if (ret != 0)
 406                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
 407         }
 408 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 409 }
 410
 411 void __init xen_arch_setup(void)
 412 {
 413         xen_panic_handler_init();
 414
 415         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
 416         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
 417
 418         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 419                 HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
 420                                      VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
 421
 422         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
 423             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
 424                 BUG();
 425
 426         xen_enable_sysenter();
 427         xen_enable_syscall();
 428
 429 #ifdef CONFIG_ACPI
 430         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
 431                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
 432                 disable_acpi();
 433         }
 434 #endif
 435
 436         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
 437                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
 438                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
 439
 440         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
 441 #ifdef CONFIG_X86_32
 442         boot_cpu_data.hlt_works_ok = 1;
 443 #endif
 444         disable_cpuidle();
 445         boot_option_idle_override = IDLE_HALT;
 446
 447         fiddle_vdso();
 448 }