drivers/lguest/x86/core.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006, Rusty Russell <rusty@rustcorp.com.au> IBM Corporation.
   3  * Copyright (C) 2007, Jes Sorensen <jes@sgi.com> SGI.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  13  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
  14  * details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19  */
  20 /*P:450
  21  * This file contains the x86-specific lguest code.  It used to be all
  22  * mixed in with drivers/lguest/core.c but several foolhardy code slashers
  23  * wrestled most of the dependencies out to here in preparation for porting
  24  * lguest to other architectures (see what I mean by foolhardy?).
  25  *
  26  * This also contains a couple of non-obvious setup and teardown pieces which
  27  * were implemented after days of debugging pain.
  28 :*/
  29 #include <linux/kernel.h>
  30 #include <linux/start_kernel.h>
  31 #include <linux/string.h>
  32 #include <linux/console.h>
  33 #include <linux/screen_info.h>
  34 #include <linux/irq.h>
  35 #include <linux/interrupt.h>
  36 #include <linux/clocksource.h>
  37 #include <linux/clockchips.h>
  38 #include <linux/cpu.h>
  39 #include <linux/lguest.h>
  40 #include <linux/lguest_launcher.h>
  41 #include <asm/paravirt.h>
  42 #include <asm/param.h>
  43 #include <asm/page.h>
  44 #include <asm/pgtable.h>
  45 #include <asm/desc.h>
  46 #include <asm/setup.h>
  47 #include <asm/lguest.h>
  48 #include <asm/uaccess.h>
  49 #include <asm/i387.h>
  50 #include "../lg.h"
  51
  52 static int cpu_had_pge;
  53
  54 static struct {
  55         unsigned long offset;
  56         unsigned short segment;
  57 } lguest_entry;
  58
  59 /* Offset from where switcher.S was compiled to where we've copied it */
  60 static unsigned long switcher_offset(void)
  61 {
  62         return SWITCHER_ADDR - (unsigned long)start_switcher_text;
  63 }
  64
  65 /* This cpu's struct lguest_pages. */
  66 static struct lguest_pages *lguest_pages(unsigned int cpu)
  67 {
  68         return &(((struct lguest_pages *)
  69                   (SWITCHER_ADDR + SHARED_SWITCHER_PAGES*PAGE_SIZE))[cpu]);
  70 }
  71
  72 static DEFINE_PER_CPU(struct lg_cpu *, lg_last_cpu);
  73
  74 /*S:010
  75  * We approach the Switcher.
  76  *
  77  * Remember that each CPU has two pages which are visible to the Guest when it
  78  * runs on that CPU.  This has to contain the state for that Guest: we copy the
  79  * state in just before we run the Guest.
  80  *
  81  * Each Guest has "changed" flags which indicate what has changed in the Guest
  82  * since it last ran.  We saw this set in interrupts_and_traps.c and
  83  * segments.c.
  84  */
  85 static void copy_in_guest_info(struct lg_cpu *cpu, struct lguest_pages *pages)
  86 {
  87         /*
  88          * Copying all this data can be quite expensive.  We usually run the
  89          * same Guest we ran last time (and that Guest hasn't run anywhere else
  90          * meanwhile).  If that's not the case, we pretend everything in the
  91          * Guest has changed.
  92          */
  93         if (__this_cpu_read(lg_last_cpu) != cpu || cpu->last_pages != pages) {
  94                 __this_cpu_write(lg_last_cpu, cpu);
  95                 cpu->last_pages = pages;
  96                 cpu->changed = CHANGED_ALL;
  97         }
  98
  99         /*
 100          * These copies are pretty cheap, so we do them unconditionally: */
 101         /* Save the current Host top-level page directory.
 102          */
 103         pages->state.host_cr3 = __pa(current->mm->pgd);
 104         /*
 105          * Set up the Guest's page tables to see this CPU's pages (and no
 106          * other CPU's pages).
 107          */
 108         map_switcher_in_guest(cpu, pages);
 109         /*
 110          * Set up the two "TSS" members which tell the CPU what stack to use
 111          * for traps which do directly into the Guest (ie. traps at privilege
 112          * level 1).
 113          */
 114         pages->state.guest_tss.sp1 = cpu->esp1;
 115         pages->state.guest_tss.ss1 = cpu->ss1;
 116
 117         /* Copy direct-to-Guest trap entries. */
 118         if (cpu->changed & CHANGED_IDT)
 119                 copy_traps(cpu, pages->state.guest_idt, default_idt_entries);
 120
 121         /* Copy all GDT entries which the Guest can change. */
 122         if (cpu->changed & CHANGED_GDT)
 123                 copy_gdt(cpu, pages->state.guest_gdt);
 124         /* If only the TLS entries have changed, copy them. */
 125         else if (cpu->changed & CHANGED_GDT_TLS)
 126                 copy_gdt_tls(cpu, pages->state.guest_gdt);
 127
 128         /* Mark the Guest as unchanged for next time. */
 129         cpu->changed = 0;
 130 }
 131
 132 /* Finally: the code to actually call into the Switcher to run the Guest. */
 133 static void run_guest_once(struct lg_cpu *cpu, struct lguest_pages *pages)
 134 {
 135         /* This is a dummy value we need for GCC's sake. */
 136         unsigned int clobber;
 137
 138         /*
 139          * Copy the guest-specific information into this CPU's "struct
 140          * lguest_pages".
 141          */
 142         copy_in_guest_info(cpu, pages);
 143
 144         /*
 145          * Set the trap number to 256 (impossible value).  If we fault while
 146          * switching to the Guest (bad segment registers or bug), this will
 147          * cause us to abort the Guest.
 148          */
 149         cpu->regs->trapnum = 256;
 150
 151         /*
 152          * Now: we push the "eflags" register on the stack, then do an "lcall".
 153          * This is how we change from using the kernel code segment to using
 154          * the dedicated lguest code segment, as well as jumping into the
 155          * Switcher.
 156          *
 157          * The lcall also pushes the old code segment (KERNEL_CS) onto the
 158          * stack, then the address of this call.  This stack layout happens to
 159          * exactly match the stack layout created by an interrupt...
 160          */
 161         asm volatile("pushf; lcall *lguest_entry"
 162                      /*
 163                       * This is how we tell GCC that %eax ("a") and %ebx ("b")
 164                       * are changed by this routine.  The "=" means output.
 165                       */
 166                      : "=a"(clobber), "=b"(clobber)
 167                      /*
 168                       * %eax contains the pages pointer.  ("0" refers to the
 169                       * 0-th argument above, ie "a").  %ebx contains the
 170                       * physical address of the Guest's top-level page
 171                       * directory.
 172                       */
 173                      : "0"(pages), "1"(__pa(cpu->lg->pgdirs[cpu->cpu_pgd].pgdir))
 174                      /*
 175                       * We tell gcc that all these registers could change,
 176                       * which means we don't have to save and restore them in
 177                       * the Switcher.
 178                       */
 179                      : "memory", "%edx", "%ecx", "%edi", "%esi");
 180 }
 181 /*:*/
 182
 183 /*M:002
 184  * There are hooks in the scheduler which we can register to tell when we
 185  * get kicked off the CPU (preempt_notifier_register()).  This would allow us
 186  * to lazily disable SYSENTER which would regain some performance, and should
 187  * also simplify copy_in_guest_info().  Note that we'd still need to restore
 188  * things when we exit to Launcher userspace, but that's fairly easy.
 189  *
 190  * We could also try using these hooks for PGE, but that might be too expensive.
 191  *
 192  * The hooks were designed for KVM, but we can also put them to good use.
 193 :*/
 194
 195 /*H:040
 196  * This is the i386-specific code to setup and run the Guest.  Interrupts
 197  * are disabled: we own the CPU.
 198  */
 199 void lguest_arch_run_guest(struct lg_cpu *cpu)
 200 {
 201         /*
 202          * Remember the awfully-named TS bit?  If the Guest has asked to set it
 203          * we set it now, so we can trap and pass that trap to the Guest if it
 204          * uses the FPU.
 205          */
 206         if (cpu->ts)
 207                 unlazy_fpu(current);
 208
 209         /*
 210          * SYSENTER is an optimized way of doing system calls.  We can't allow
 211          * it because it always jumps to privilege level 0.  A normal Guest
 212          * won't try it because we don't advertise it in CPUID, but a malicious
 213          * Guest (or malicious Guest userspace program) could, so we tell the
 214          * CPU to disable it before running the Guest.
 215          */
 216         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
 217                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, 0, 0);
 218
 219         /*
 220          * Now we actually run the Guest.  It will return when something
 221          * interesting happens, and we can examine its registers to see what it
 222          * was doing.
 223          */
 224         run_guest_once(cpu, lguest_pages(raw_smp_processor_id()));
 225
 226         /*
 227          * Note that the "regs" structure contains two extra entries which are
 228          * not really registers: a trap number which says what interrupt or
 229          * trap made the switcher code come back, and an error code which some
 230          * traps set.
 231          */
 232
 233          /* Restore SYSENTER if it's supposed to be on. */
 234          if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
 235                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, __KERNEL_CS, 0);
 236
 237         /*
 238          * If the Guest page faulted, then the cr2 register will tell us the
 239          * bad virtual address.  We have to grab this now, because once we
 240          * re-enable interrupts an interrupt could fault and thus overwrite
 241          * cr2, or we could even move off to a different CPU.
 242          */
 243         if (cpu->regs->trapnum == 14)
 244                 cpu->arch.last_pagefault = read_cr2();
 245         /*
 246          * Similarly, if we took a trap because the Guest used the FPU,
 247          * we have to restore the FPU it expects to see.
 248          * math_state_restore() may sleep and we may even move off to
 249          * a different CPU. So all the critical stuff should be done
 250          * before this.
 251          */
 252         else if (cpu->regs->trapnum == 7)
 253                 math_state_restore();
 254 }
 255
 256 /*H:130
 257  * Now we've examined the hypercall code; our Guest can make requests.
 258  * Our Guest is usually so well behaved; it never tries to do things it isn't
 259  * allowed to, and uses hypercalls instead.  Unfortunately, Linux's paravirtual
 260  * infrastructure isn't quite complete, because it doesn't contain replacements
 261  * for the Intel I/O instructions.  As a result, the Guest sometimes fumbles
 262  * across one during the boot process as it probes for various things which are
 263  * usually attached to a PC.
 264  *
 265  * When the Guest uses one of these instructions, we get a trap (General
 266  * Protection Fault) and come here.  We see if it's one of those troublesome
 267  * instructions and skip over it.  We return true if we did.
 268  */
 269 static int emulate_insn(struct lg_cpu *cpu)
 270 {
 271         u8 insn;
 272         unsigned int insnlen = 0, in = 0, small_operand = 0;
 273         /*
 274          * The eip contains the *virtual* address of the Guest's instruction:
 275          * walk the Guest's page tables to find the "physical" address.
 276          */
 277         unsigned long physaddr = guest_pa(cpu, cpu->regs->eip);
 278
 279         /*
 280          * This must be the Guest kernel trying to do something, not userspace!
 281          * The bottom two bits of the CS segment register are the privilege
 282          * level.
 283          */
 284         if ((cpu->regs->cs & 3) != GUEST_PL)
 285                 return 0;
 286
 287         /* Decoding x86 instructions is icky. */
 288         insn = lgread(cpu, physaddr, u8);
 289
 290         /*
 291          * Around 2.6.33, the kernel started using an emulation for the
 292          * cmpxchg8b instruction in early boot on many configurations.  This
 293          * code isn't paravirtualized, and it tries to disable interrupts.
 294          * Ignore it, which will Mostly Work.
 295          */
 296         if (insn == 0xfa) {
 297                 /* "cli", or Clear Interrupt Enable instruction.  Skip it. */
 298                 cpu->regs->eip++;
 299                 return 1;
 300         }
 301
 302         /*
 303          * 0x66 is an "operand prefix".  It means a 16, not 32 bit in/out.
 304          */
 305         if (insn == 0x66) {
 306                 small_operand = 1;
 307                 /* The instruction is 1 byte so far, read the next byte. */
 308                 insnlen = 1;
 309                 insn = lgread(cpu, physaddr + insnlen, u8);
 310         }
 311
 312         /*
 313          * We can ignore the lower bit for the moment and decode the 4 opcodes
 314          * we need to emulate.
 315          */
 316         switch (insn & 0xFE) {
 317         case 0xE4: /* in     <next byte>,%al */
 318                 insnlen += 2;
 319                 in = 1;
 320                 break;
 321         case 0xEC: /* in     (%dx),%al */
 322                 insnlen += 1;
 323                 in = 1;
 324                 break;
 325         case 0xE6: /* out    %al,<next byte> */
 326                 insnlen += 2;
 327                 break;
 328         case 0xEE: /* out    %al,(%dx) */
 329                 insnlen += 1;
 330                 break;
 331         default:
 332                 /* OK, we don't know what this is, can't emulate. */
 333                 return 0;
 334         }
 335
 336         /*
 337          * If it was an "IN" instruction, they expect the result to be read
 338          * into %eax, so we change %eax.  We always return all-ones, which
 339          * traditionally means "there's nothing there".
 340          */
 341         if (in) {
 342                 /* Lower bit tells means it's a 32/16 bit access */
 343                 if (insn & 0x1) {
 344                         if (small_operand)
 345                                 cpu->regs->eax |= 0xFFFF;
 346                         else
 347                                 cpu->regs->eax = 0xFFFFFFFF;
 348                 } else
 349                         cpu->regs->eax |= 0xFF;
 350         }
 351         /* Finally, we've "done" the instruction, so move past it. */
 352         cpu->regs->eip += insnlen;
 353         /* Success! */
 354         return 1;
 355 }
 356
 357 /*H:050 Once we've re-enabled interrupts, we look at why the Guest exited. */
 358 void lguest_arch_handle_trap(struct lg_cpu *cpu)
 359 {
 360         switch (cpu->regs->trapnum) {
 361         case 13: /* We've intercepted a General Protection Fault. */
 362                 /*
 363                  * Check if this was one of those annoying IN or OUT
 364                  * instructions which we need to emulate.  If so, we just go
 365                  * back into the Guest after we've done it.
 366                  */
 367                 if (cpu->regs->errcode == 0) {
 368                         if (emulate_insn(cpu))
 369                                 return;
 370                 }
 371                 break;
 372         case 14: /* We've intercepted a Page Fault. */
 373                 /*
 374                  * The Guest accessed a virtual address that wasn't mapped.
 375                  * This happens a lot: we don't actually set up most of the page
 376                  * tables for the Guest at all when we start: as it runs it asks
 377                  * for more and more, and we set them up as required. In this
 378                  * case, we don't even tell the Guest that the fault happened.
 379                  *
 380                  * The errcode tells whether this was a read or a write, and
 381                  * whether kernel or userspace code.
 382                  */
 383                 if (demand_page(cpu, cpu->arch.last_pagefault,
 384                                 cpu->regs->errcode))
 385                         return;
 386
 387                 /*
 388                  * OK, it's really not there (or not OK): the Guest needs to
 389                  * know.  We write out the cr2 value so it knows where the
 390                  * fault occurred.
 391                  *
 392                  * Note that if the Guest were really messed up, this could
 393                  * happen before it's done the LHCALL_LGUEST_INIT hypercall, so
 394                  * lg->lguest_data could be NULL
 395                  */
 396                 if (cpu->lg->lguest_data &&
 397                     put_user(cpu->arch.last_pagefault,
 398                              &cpu->lg->lguest_data->cr2))
 399                         kill_guest(cpu, "Writing cr2");
 400                 break;
 401         case 7: /* We've intercepted a Device Not Available fault. */
 402                 /*
 403                  * If the Guest doesn't want to know, we already restored the
 404                  * Floating Point Unit, so we just continue without telling it.
 405                  */
 406                 if (!cpu->ts)
 407                         return;
 408                 break;
 409         case 32 ... 255:
 410                 /*
 411                  * These values mean a real interrupt occurred, in which case
 412                  * the Host handler has already been run. We just do a
 413                  * friendly check if another process should now be run, then
 414                  * return to run the Guest again.
 415                  */
 416                 cond_resched();
 417                 return;
 418         case LGUEST_TRAP_ENTRY:
 419                 /*
 420                  * Our 'struct hcall_args' maps directly over our regs: we set
 421                  * up the pointer now to indicate a hypercall is pending.
 422                  */
 423                 cpu->hcall = (struct hcall_args *)cpu->regs;
 424                 return;
 425         }
 426
 427         /* We didn't handle the trap, so it needs to go to the Guest. */
 428         if (!deliver_trap(cpu, cpu->regs->trapnum))
 429                 /*
 430                  * If the Guest doesn't have a handler (either it hasn't
 431                  * registered any yet, or it's one of the faults we don't let
 432                  * it handle), it dies with this cryptic error message.
 433                  */
 434                 kill_guest(cpu, "unhandled trap %li at %#lx (%#lx)",
 435                            cpu->regs->trapnum, cpu->regs->eip,
 436                            cpu->regs->trapnum == 14 ? cpu->arch.last_pagefault
 437                            : cpu->regs->errcode);
 438 }
 439
 440 /*
 441  * Now we can look at each of the routines this calls, in increasing order of
 442  * complexity: do_hypercalls(), emulate_insn(), maybe_do_interrupt(),
 443  * deliver_trap() and demand_page().  After all those, we'll be ready to
 444  * examine the Switcher, and our philosophical understanding of the Host/Guest
 445  * duality will be complete.
 446 :*/
 447 static void adjust_pge(void *on)
 448 {
 449         if (on)
 450                 write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_PGE);
 451         else
 452                 write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_PGE);
 453 }
 454
 455 /*H:020
 456  * Now the Switcher is mapped and every thing else is ready, we need to do
 457  * some more i386-specific initialization.
 458  */
 459 void __init lguest_arch_host_init(void)
 460 {
 461         int i;
 462
 463         /*
 464          * Most of the x86/switcher_32.S doesn't care that it's been moved; on
 465          * Intel, jumps are relative, and it doesn't access any references to
 466          * external code or data.
 467          *
 468          * The only exception is the interrupt handlers in switcher.S: their
 469          * addresses are placed in a table (default_idt_entries), so we need to
 470          * update the table with the new addresses.  switcher_offset() is a
 471          * convenience function which returns the distance between the
 472          * compiled-in switcher code and the high-mapped copy we just made.
 473          */
 474         for (i = 0; i < IDT_ENTRIES; i++)
 475                 default_idt_entries[i] += switcher_offset();
 476
 477         /*
 478          * Set up the Switcher's per-cpu areas.
 479          *
 480          * Each CPU gets two pages of its own within the high-mapped region
 481          * (aka. "struct lguest_pages").  Much of this can be initialized now,
 482          * but some depends on what Guest we are running (which is set up in
 483          * copy_in_guest_info()).
 484          */
 485         for_each_possible_cpu(i) {
 486                 /* lguest_pages() returns this CPU's two pages. */
 487                 struct lguest_pages *pages = lguest_pages(i);
 488                 /* This is a convenience pointer to make the code neater. */
 489                 struct lguest_ro_state *state = &pages->state;
 490
 491                 /*
 492                  * The Global Descriptor Table: the Host has a different one
 493                  * for each CPU.  We keep a descriptor for the GDT which says
 494                  * where it is and how big it is (the size is actually the last
 495                  * byte, not the size, hence the "-1").
 496                  */
 497                 state->host_gdt_desc.size = GDT_SIZE-1;
 498                 state->host_gdt_desc.address = (long)get_cpu_gdt_table(i);
 499
 500                 /*
 501                  * All CPUs on the Host use the same Interrupt Descriptor
 502                  * Table, so we just use store_idt(), which gets this CPU's IDT
 503                  * descriptor.
 504                  */
 505                 store_idt(&state->host_idt_desc);
 506
 507                 /*
 508                  * The descriptors for the Guest's GDT and IDT can be filled
 509                  * out now, too.  We copy the GDT & IDT into ->guest_gdt and
 510                  * ->guest_idt before actually running the Guest.
 511                  */
 512                 state->guest_idt_desc.size = sizeof(state->guest_idt)-1;
 513                 state->guest_idt_desc.address = (long)&state->guest_idt;
 514                 state->guest_gdt_desc.size = sizeof(state->guest_gdt)-1;
 515                 state->guest_gdt_desc.address = (long)&state->guest_gdt;
 516
 517                 /*
 518                  * We know where we want the stack to be when the Guest enters
 519                  * the Switcher: in pages->regs.  The stack grows upwards, so
 520                  * we start it at the end of that structure.
 521                  */
 522                 state->guest_tss.sp0 = (long)(&pages->regs + 1);
 523                 /*
 524                  * And this is the GDT entry to use for the stack: we keep a
 525                  * couple of special LGUEST entries.
 526                  */
 527                 state->guest_tss.ss0 = LGUEST_DS;
 528
 529                 /*
 530                  * x86 can have a finegrained bitmap which indicates what I/O
 531                  * ports the process can use.  We set it to the end of our
 532                  * structure, meaning "none".
 533                  */
 534                 state->guest_tss.io_bitmap_base = sizeof(state->guest_tss);
 535
 536                 /*
 537                  * Some GDT entries are the same across all Guests, so we can
 538                  * set them up now.
 539                  */
 540                 setup_default_gdt_entries(state);
 541                 /* Most IDT entries are the same for all Guests, too.*/
 542                 setup_default_idt_entries(state, default_idt_entries);
 543
 544                 /*
 545                  * The Host needs to be able to use the LGUEST segments on this
 546                  * CPU, too, so put them in the Host GDT.
 547                  */
 548                 get_cpu_gdt_table(i)[GDT_ENTRY_LGUEST_CS] = FULL_EXEC_SEGMENT;
 549                 get_cpu_gdt_table(i)[GDT_ENTRY_LGUEST_DS] = FULL_SEGMENT;
 550         }
 551
 552         /*
 553          * In the Switcher, we want the %cs segment register to use the
 554          * LGUEST_CS GDT entry: we've put that in the Host and Guest GDTs, so
 555          * it will be undisturbed when we switch.  To change %cs and jump we
 556          * need this structure to feed to Intel's "lcall" instruction.
 557          */
 558         lguest_entry.offset = (long)switch_to_guest + switcher_offset();
 559         lguest_entry.segment = LGUEST_CS;
 560
 561         /*
 562          * Finally, we need to turn off "Page Global Enable".  PGE is an
 563          * optimization where page table entries are specially marked to show
 564          * they never change.  The Host kernel marks all the kernel pages this
 565          * way because it's always present, even when userspace is running.
 566          *
 567          * Lguest breaks this: unbeknownst to the rest of the Host kernel, we
 568          * switch to the Guest kernel.  If you don't disable this on all CPUs,
 569          * you'll get really weird bugs that you'll chase for two days.
 570          *
 571          * I used to turn PGE off every time we switched to the Guest and back
 572          * on when we return, but that slowed the Switcher down noticibly.
 573          */
 574
 575         /*
 576          * We don't need the complexity of CPUs coming and going while we're
 577          * doing this.
 578          */
 579         get_online_cpus();
 580         if (cpu_has_pge) { /* We have a broader idea of "global". */
 581                 /* Remember that this was originally set (for cleanup). */
 582                 cpu_had_pge = 1;
 583                 /*
 584                  * adjust_pge is a helper function which sets or unsets the PGE
 585                  * bit on its CPU, depending on the argument (0 == unset).
 586                  */
 587                 on_each_cpu(adjust_pge, (void *)0, 1);
 588                 /* Turn off the feature in the global feature set. */
 589                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PGE);
 590         }
 591         put_online_cpus();
 592 }
 593 /*:*/
 594
 595 void __exit lguest_arch_host_fini(void)
 596 {
 597         /* If we had PGE before we started, turn it back on now. */
 598         get_online_cpus();
 599         if (cpu_had_pge) {
 600                 set_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PGE);
 601                 /* adjust_pge's argument "1" means set PGE. */
 602                 on_each_cpu(adjust_pge, (void *)1, 1);
 603         }
 604         put_online_cpus();
 605 }
 606
 607
 608 /*H:122 The i386-specific hypercalls simply farm out to the right functions. */
 609 int lguest_arch_do_hcall(struct lg_cpu *cpu, struct hcall_args *args)
 610 {
 611         switch (args->arg0) {
 612         case LHCALL_LOAD_GDT_ENTRY:
 613                 load_guest_gdt_entry(cpu, args->arg1, args->arg2, args->arg3);
 614                 break;
 615         case LHCALL_LOAD_IDT_ENTRY:
 616                 load_guest_idt_entry(cpu, args->arg1, args->arg2, args->arg3);
 617                 break;
 618         case LHCALL_LOAD_TLS:
 619                 guest_load_tls(cpu, args->arg1);
 620                 break;
 621         default:
 622                 /* Bad Guest.  Bad! */
 623                 return -EIO;
 624         }
 625         return 0;
 626 }
 627
 628 /*H:126 i386-specific hypercall initialization: */
 629 int lguest_arch_init_hypercalls(struct lg_cpu *cpu)
 630 {
 631         u32 tsc_speed;
 632
 633         /*
 634          * The pointer to the Guest's "struct lguest_data" is the only argument.
 635          * We check that address now.
 636          */
 637         if (!lguest_address_ok(cpu->lg, cpu->hcall->arg1,
 638                                sizeof(*cpu->lg->lguest_data)))
 639                 return -EFAULT;
 640
 641         /*
 642          * Having checked it, we simply set lg->lguest_data to point straight
 643          * into the Launcher's memory at the right place and then use
 644          * copy_to_user/from_user from now on, instead of lgread/write.  I put
 645          * this in to show that I'm not immune to writing stupid
 646          * optimizations.
 647          */
 648         cpu->lg->lguest_data = cpu->lg->mem_base + cpu->hcall->arg1;
 649
 650         /*
 651          * We insist that the Time Stamp Counter exist and doesn't change with
 652          * cpu frequency.  Some devious chip manufacturers decided that TSC
 653          * changes could be handled in software.  I decided that time going
 654          * backwards might be good for benchmarks, but it's bad for users.
 655          *
 656          * We also insist that the TSC be stable: the kernel detects unreliable
 657          * TSCs for its own purposes, and we use that here.
 658          */
 659         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_CONSTANT_TSC) && !check_tsc_unstable())
 660                 tsc_speed = tsc_khz;
 661         else
 662                 tsc_speed = 0;
 663         if (put_user(tsc_speed, &cpu->lg->lguest_data->tsc_khz))
 664                 return -EFAULT;
 665
 666         /* The interrupt code might not like the system call vector. */
 667         if (!check_syscall_vector(cpu->lg))
 668                 kill_guest(cpu, "bad syscall vector");
 669
 670         return 0;
 671 }
 672 /*:*/
 673
 674 /*L:030
 675  * Most of the Guest's registers are left alone: we used get_zeroed_page() to
 676  * allocate the structure, so they will be 0.
 677  */
 678 void lguest_arch_setup_regs(struct lg_cpu *cpu, unsigned long start)
 679 {
 680         struct lguest_regs *regs = cpu->regs;
 681
 682         /*
 683          * There are four "segment" registers which the Guest needs to boot:
 684          * The "code segment" register (cs) refers to the kernel code segment
 685          * __KERNEL_CS, and the "data", "extra" and "stack" segment registers
 686          * refer to the kernel data segment __KERNEL_DS.
 687          *
 688          * The privilege level is packed into the lower bits.  The Guest runs
 689          * at privilege level 1 (GUEST_PL).
 690          */
 691         regs->ds = regs->es = regs->ss = __KERNEL_DS|GUEST_PL;
 692         regs->cs = __KERNEL_CS|GUEST_PL;
 693
 694         /*
 695          * The "eflags" register contains miscellaneous flags.  Bit 1 (0x002)
 696          * is supposed to always be "1".  Bit 9 (0x200) controls whether
 697          * interrupts are enabled.  We always leave interrupts enabled while
 698          * running the Guest.
 699          */
 700         regs->eflags = X86_EFLAGS_IF | 0x2;
 701
 702         /*
 703          * The "Extended Instruction Pointer" register says where the Guest is
 704          * running.
 705          */
 706         regs->eip = start;
 707
 708         /*
 709          * %esi points to our boot information, at physical address 0, so don't
 710          * touch it.
 711          */
 712
 713         /* There are a couple of GDT entries the Guest expects at boot. */
 714         setup_guest_gdt(cpu);
 715 }