599b6f2ed5626e2f707de010e1eb2bc179225d1f
[linux-2.6.git] / arch / x86 / kernel / vmi_32.c
1 /*
2  * VMI specific paravirt-ops implementation
3  *
4  * Copyright (C) 2005, VMware, Inc.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
12  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
14  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
15  * details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with this program; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
20  *
21  * Send feedback to zach@vmware.com
22  *
23  */
24
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/bootmem.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30 #include <linux/sched.h>
31 #include <asm/vmi.h>
32 #include <asm/io.h>
33 #include <asm/fixmap.h>
34 #include <asm/apicdef.h>
35 #include <asm/apic.h>
36 #include <asm/processor.h>
37 #include <asm/timer.h>
38 #include <asm/vmi_time.h>
39 #include <asm/kmap_types.h>
40
41 /* Convenient for calling VMI functions indirectly in the ROM */
42 typedef u32 __attribute__((regparm(1))) (VROMFUNC)(void);
43 typedef u64 __attribute__((regparm(2))) (VROMLONGFUNC)(int);
44
45 #define call_vrom_func(rom,func) \
46    (((VROMFUNC *)(rom->func))())
47
48 #define call_vrom_long_func(rom,func,arg) \
49    (((VROMLONGFUNC *)(rom->func)) (arg))
50
51 static struct vrom_header *vmi_rom;
52 static int disable_pge;
53 static int disable_pse;
54 static int disable_sep;
55 static int disable_tsc;
56 static int disable_mtrr;
57 static int disable_noidle;
58 static int disable_vmi_timer;
59
60 /* Cached VMI operations */
61 static struct {
62         void (*cpuid)(void /* non-c */);
63         void (*_set_ldt)(u32 selector);
64         void (*set_tr)(u32 selector);
65         void (*set_kernel_stack)(u32 selector, u32 esp0);
66         void (*allocate_page)(u32, u32, u32, u32, u32);
67         void (*release_page)(u32, u32);
68         void (*set_pte)(pte_t, pte_t *, unsigned);
69         void (*update_pte)(pte_t *, unsigned);
70         void (*set_linear_mapping)(int, void *, u32, u32);
71         void (*_flush_tlb)(int);
72         void (*set_initial_ap_state)(int, int);
73         void (*halt)(void);
74         void (*set_lazy_mode)(int mode);
75 } vmi_ops;
76
77 /* Cached VMI operations */
78 struct vmi_timer_ops vmi_timer_ops;
79
80 /*
81  * VMI patching routines.
82  */
83 #define MNEM_CALL 0xe8
84 #define MNEM_JMP  0xe9
85 #define MNEM_RET  0xc3
86
87 #define IRQ_PATCH_INT_MASK 0
88 #define IRQ_PATCH_DISABLE  5
89
90 static inline void patch_offset(void *insnbuf,
91                                 unsigned long ip, unsigned long dest)
92 {
93         *(unsigned long *)(insnbuf+1) = dest-ip-5;
94 }
95
96 static unsigned patch_internal(int call, unsigned len, void *insnbuf,
97                                unsigned long ip)
98 {
99         u64 reloc;
100         struct vmi_relocation_info *const rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
101         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, call);
102         switch(rel->type) {
103                 case VMI_RELOCATION_CALL_REL:
104                         BUG_ON(len < 5);
105                         *(char *)insnbuf = MNEM_CALL;
106                         patch_offset(insnbuf, ip, (unsigned long)rel->eip);
107                         return 5;
108
109                 case VMI_RELOCATION_JUMP_REL:
110                         BUG_ON(len < 5);
111                         *(char *)insnbuf = MNEM_JMP;
112                         patch_offset(insnbuf, ip, (unsigned long)rel->eip);
113                         return 5;
114
115                 case VMI_RELOCATION_NOP:
116                         /* obliterate the whole thing */
117                         return 0;
118
119                 case VMI_RELOCATION_NONE:
120                         /* leave native code in place */
121                         break;
122
123                 default:
124                         BUG();
125         }
126         return len;
127 }
128
129 /*
130  * Apply patch if appropriate, return length of new instruction
131  * sequence.  The callee does nop padding for us.
132  */
133 static unsigned vmi_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insns,
134                           unsigned long ip, unsigned len)
135 {
136         switch (type) {
137                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.irq_disable):
138                         return patch_internal(VMI_CALL_DisableInterrupts, len,
139                                               insns, ip);
140                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.irq_enable):
141                         return patch_internal(VMI_CALL_EnableInterrupts, len,
142                                               insns, ip);
143                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.restore_fl):
144                         return patch_internal(VMI_CALL_SetInterruptMask, len,
145                                               insns, ip);
146                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.save_fl):
147                         return patch_internal(VMI_CALL_GetInterruptMask, len,
148                                               insns, ip);
149                 case PARAVIRT_PATCH(pv_cpu_ops.iret):
150                         return patch_internal(VMI_CALL_IRET, len, insns, ip);
151                 case PARAVIRT_PATCH(pv_cpu_ops.irq_enable_syscall_ret):
152                         return patch_internal(VMI_CALL_SYSEXIT, len, insns, ip);
153                 default:
154                         break;
155         }
156         return len;
157 }
158
159 /* CPUID has non-C semantics, and paravirt-ops API doesn't match hardware ISA */
160 static void vmi_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
161                                unsigned int *cx, unsigned int *dx)
162 {
163         int override = 0;
164         if (*ax == 1)
165                 override = 1;
166         asm volatile ("call *%6"
167                       : "=a" (*ax),
168                         "=b" (*bx),
169                         "=c" (*cx),
170                         "=d" (*dx)
171                       : "0" (*ax), "2" (*cx), "r" (vmi_ops.cpuid));
172         if (override) {
173                 if (disable_pse)
174                         *dx &= ~X86_FEATURE_PSE;
175                 if (disable_pge)
176                         *dx &= ~X86_FEATURE_PGE;
177                 if (disable_sep)
178                         *dx &= ~X86_FEATURE_SEP;
179                 if (disable_tsc)
180                         *dx &= ~X86_FEATURE_TSC;
181                 if (disable_mtrr)
182                         *dx &= ~X86_FEATURE_MTRR;
183         }
184 }
185
186 static inline void vmi_maybe_load_tls(struct desc_struct *gdt, int nr, struct desc_struct *new)
187 {
188         if (gdt[nr].a != new->a || gdt[nr].b != new->b)
189                 write_gdt_entry(gdt, nr, new->a, new->b);
190 }
191
192 static void vmi_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
193 {
194         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
195         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 0, &t->tls_array[0]);
196         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 1, &t->tls_array[1]);
197         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 2, &t->tls_array[2]);
198 }
199
200 static void vmi_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
201 {
202         unsigned cpu = smp_processor_id();
203         u32 low, high;
204
205         pack_descriptor(&low, &high, (unsigned long)addr,
206                         entries * sizeof(struct desc_struct) - 1,
207                         DESCTYPE_LDT, 0);
208         write_gdt_entry(get_cpu_gdt_table(cpu), GDT_ENTRY_LDT, low, high);
209         vmi_ops._set_ldt(entries ? GDT_ENTRY_LDT*sizeof(struct desc_struct) : 0);
210 }
211
212 static void vmi_set_tr(void)
213 {
214         vmi_ops.set_tr(GDT_ENTRY_TSS*sizeof(struct desc_struct));
215 }
216
217 static void vmi_load_esp0(struct tss_struct *tss,
218                                    struct thread_struct *thread)
219 {
220         tss->x86_tss.esp0 = thread->esp0;
221
222         /* This can only happen when SEP is enabled, no need to test "SEP"arately */
223         if (unlikely(tss->x86_tss.ss1 != thread->sysenter_cs)) {
224                 tss->x86_tss.ss1 = thread->sysenter_cs;
225                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, thread->sysenter_cs, 0);
226         }
227         vmi_ops.set_kernel_stack(__KERNEL_DS, tss->x86_tss.esp0);
228 }
229
230 static void vmi_flush_tlb_user(void)
231 {
232         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB);
233 }
234
235 static void vmi_flush_tlb_kernel(void)
236 {
237         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB | VMI_FLUSH_GLOBAL);
238 }
239
240 /* Stub to do nothing at all; used for delays and unimplemented calls */
241 static void vmi_nop(void)
242 {
243 }
244
245 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGE_TYPE
246
247 #ifdef CONFIG_X86_PAE
248 #define MAX_BOOT_PTS (2048+4+1)
249 #else
250 #define MAX_BOOT_PTS (1024+1)
251 #endif
252
253 /*
254  * During boot, mem_map is not yet available in paging_init, so stash
255  * all the boot page allocations here.
256  */
257 static struct {
258         u32 pfn;
259         int type;
260 } boot_page_allocations[MAX_BOOT_PTS];
261 static int num_boot_page_allocations;
262 static int boot_allocations_applied;
263
264 void vmi_apply_boot_page_allocations(void)
265 {
266         int i;
267         BUG_ON(!mem_map);
268         for (i = 0; i < num_boot_page_allocations; i++) {
269                 struct page *page = pfn_to_page(boot_page_allocations[i].pfn);
270                 page->type = boot_page_allocations[i].type;
271                 page->type = boot_page_allocations[i].type &
272                                 ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
273         }
274         boot_allocations_applied = 1;
275 }
276
277 static void record_page_type(u32 pfn, int type)
278 {
279         BUG_ON(num_boot_page_allocations >= MAX_BOOT_PTS);
280         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].pfn = pfn;
281         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].type = type;
282         num_boot_page_allocations++;
283 }
284
285 static void check_zeroed_page(u32 pfn, int type, struct page *page)
286 {
287         u32 *ptr;
288         int i;
289         int limit = PAGE_SIZE / sizeof(int);
290
291         if (page_address(page))
292                 ptr = (u32 *)page_address(page);
293         else
294                 ptr = (u32 *)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
295         /*
296          * When cloning the root in non-PAE mode, only the userspace
297          * pdes need to be zeroed.
298          */
299         if (type & VMI_PAGE_CLONE)
300                 limit = USER_PTRS_PER_PGD;
301         for (i = 0; i < limit; i++)
302                 BUG_ON(ptr[i]);
303 }
304
305 /*
306  * We stash the page type into struct page so we can verify the page
307  * types are used properly.
308  */
309 static void vmi_set_page_type(u32 pfn, int type)
310 {
311         /* PAE can have multiple roots per page - don't track */
312         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
313                 return;
314
315         if (boot_allocations_applied) {
316                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
317                 if (type != VMI_PAGE_NORMAL)
318                         BUG_ON(page->type);
319                 else
320                         BUG_ON(page->type == VMI_PAGE_NORMAL);
321                 page->type = type & ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
322                 if (type & VMI_PAGE_ZEROED)
323                         check_zeroed_page(pfn, type, page);
324         } else {
325                 record_page_type(pfn, type);
326         }
327 }
328
329 static void vmi_check_page_type(u32 pfn, int type)
330 {
331         /* PAE can have multiple roots per page - skip checks */
332         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
333                 return;
334
335         type &= ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
336         if (boot_allocations_applied) {
337                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
338                 BUG_ON((page->type ^ type) & VMI_PAGE_PAE);
339                 BUG_ON(type == VMI_PAGE_NORMAL && page->type);
340                 BUG_ON((type & page->type) == 0);
341         }
342 }
343 #else
344 #define vmi_set_page_type(p,t) do { } while (0)
345 #define vmi_check_page_type(p,t) do { } while (0)
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
349 static void *vmi_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
350 {
351         void *va = kmap_atomic(page, type);
352
353         /*
354          * Internally, the VMI ROM must map virtual addresses to physical
355          * addresses for processing MMU updates.  By the time MMU updates
356          * are issued, this information is typically already lost.
357          * Fortunately, the VMI provides a cache of mapping slots for active
358          * page tables.
359          *
360          * We use slot zero for the linear mapping of physical memory, and
361          * in HIGHPTE kernels, slot 1 and 2 for KM_PTE0 and KM_PTE1.
362          *
363          *  args:                 SLOT                 VA    COUNT PFN
364          */
365         BUG_ON(type != KM_PTE0 && type != KM_PTE1);
366         vmi_ops.set_linear_mapping((type - KM_PTE0)+1, va, 1, page_to_pfn(page));
367
368         return va;
369 }
370 #endif
371
372 static void vmi_allocate_pt(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
373 {
374         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L1);
375         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L1, 0, 0, 0);
376 }
377
378 static void vmi_allocate_pd(u32 pfn)
379 {
380         /*
381          * This call comes in very early, before mem_map is setup.
382          * It is called only for swapper_pg_dir, which already has
383          * data on it.
384          */
385         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2);
386         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2, 0, 0, 0);
387 }
388
389 static void vmi_allocate_pd_clone(u32 pfn, u32 clonepfn, u32 start, u32 count)
390 {
391         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE);
392         vmi_check_page_type(clonepfn, VMI_PAGE_L2);
393         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE, clonepfn, start, count);
394 }
395
396 static void vmi_release_pt(u32 pfn)
397 {
398         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L1);
399         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
400 }
401
402 static void vmi_release_pd(u32 pfn)
403 {
404         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L2);
405         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
406 }
407
408 /*
409  * Helper macros for MMU update flags.  We can defer updates until a flush
410  * or page invalidation only if the update is to the current address space
411  * (otherwise, there is no flush).  We must check against init_mm, since
412  * this could be a kernel update, which usually passes init_mm, although
413  * sometimes this check can be skipped if we know the particular function
414  * is only called on user mode PTEs.  We could change the kernel to pass
415  * current->active_mm here, but in particular, I was unsure if changing
416  * mm/highmem.c to do this would still be correct on other architectures.
417  */
418 #define is_current_as(mm, mustbeuser) ((mm) == current->active_mm ||    \
419                                        (!mustbeuser && (mm) == &init_mm))
420 #define vmi_flags_addr(mm, addr, level, user)                           \
421         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
422                 (VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
423 #define vmi_flags_addr_defer(mm, addr, level, user)                     \
424         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
425                 (VMI_PAGE_DEFER | VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
426
427 static void vmi_update_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
428 {
429         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
430         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
431 }
432
433 static void vmi_update_pte_defer(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
434 {
435         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
436         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
437 }
438
439 static void vmi_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
440 {
441         /* XXX because of set_pmd_pte, this can be called on PT or PD layers */
442         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE | VMI_PAGE_PD);
443         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, VMI_PAGE_PT);
444 }
445
446 static void vmi_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
447 {
448         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
449         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
450 }
451
452 static void vmi_set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmdval)
453 {
454 #ifdef CONFIG_X86_PAE
455         const pte_t pte = { pmdval.pmd, pmdval.pmd >> 32 };
456         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
457 #else
458         const pte_t pte = { pmdval.pud.pgd.pgd };
459         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
460 #endif
461         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmdp, VMI_PAGE_PD);
462 }
463
464 #ifdef CONFIG_X86_PAE
465
466 static void vmi_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pteval)
467 {
468         /*
469          * XXX This is called from set_pmd_pte, but at both PT
470          * and PD layers so the VMI_PAGE_PT flag is wrong.  But
471          * it is only called for large page mapping changes,
472          * the Xen backend, doesn't support large pages, and the
473          * ESX backend doesn't depend on the flag.
474          */
475         set_64bit((unsigned long long *)ptep,pte_val(pteval));
476         vmi_ops.update_pte(ptep, VMI_PAGE_PT);
477 }
478
479 static void vmi_set_pte_present(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
480 {
481         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
482         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 1));
483 }
484
485 static void vmi_set_pud(pud_t *pudp, pud_t pudval)
486 {
487         /* Um, eww */
488         const pte_t pte = { pudval.pgd.pgd, pudval.pgd.pgd >> 32 };
489         vmi_check_page_type(__pa(pudp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
490         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pudp, VMI_PAGE_PDP);
491 }
492
493 static void vmi_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
494 {
495         const pte_t pte = { 0 };
496         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
497         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
498 }
499
500 static void vmi_pmd_clear(pmd_t *pmd)
501 {
502         const pte_t pte = { 0 };
503         vmi_check_page_type(__pa(pmd) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
504         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmd, VMI_PAGE_PD);
505 }
506 #endif
507
508 #ifdef CONFIG_SMP
509 static void __devinit
510 vmi_startup_ipi_hook(int phys_apicid, unsigned long start_eip,
511                      unsigned long start_esp)
512 {
513         struct vmi_ap_state ap;
514
515         /* Default everything to zero.  This is fine for most GPRs. */
516         memset(&ap, 0, sizeof(struct vmi_ap_state));
517
518         ap.gdtr_limit = GDT_SIZE - 1;
519         ap.gdtr_base = (unsigned long) get_cpu_gdt_table(phys_apicid);
520
521         ap.idtr_limit = IDT_ENTRIES * 8 - 1;
522         ap.idtr_base = (unsigned long) idt_table;
523
524         ap.ldtr = 0;
525
526         ap.cs = __KERNEL_CS;
527         ap.eip = (unsigned long) start_eip;
528         ap.ss = __KERNEL_DS;
529         ap.esp = (unsigned long) start_esp;
530
531         ap.ds = __USER_DS;
532         ap.es = __USER_DS;
533         ap.fs = __KERNEL_PERCPU;
534         ap.gs = 0;
535
536         ap.eflags = 0;
537
538 #ifdef CONFIG_X86_PAE
539         /* efer should match BSP efer. */
540         if (cpu_has_nx) {
541                 unsigned l, h;
542                 rdmsr(MSR_EFER, l, h);
543                 ap.efer = (unsigned long long) h << 32 | l;
544         }
545 #endif
546
547         ap.cr3 = __pa(swapper_pg_dir);
548         /* Protected mode, paging, AM, WP, NE, MP. */
549         ap.cr0 = 0x80050023;
550         ap.cr4 = mmu_cr4_features;
551         vmi_ops.set_initial_ap_state((u32)&ap, phys_apicid);
552 }
553 #endif
554
555 static void vmi_enter_lazy_cpu(void)
556 {
557         paravirt_enter_lazy_cpu();
558         vmi_ops.set_lazy_mode(2);
559 }
560
561 static void vmi_enter_lazy_mmu(void)
562 {
563         paravirt_enter_lazy_mmu();
564         vmi_ops.set_lazy_mode(1);
565 }
566
567 static void vmi_leave_lazy(void)
568 {
569         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
570         vmi_ops.set_lazy_mode(0);
571 }
572
573 static inline int __init check_vmi_rom(struct vrom_header *rom)
574 {
575         struct pci_header *pci;
576         struct pnp_header *pnp;
577         const char *manufacturer = "UNKNOWN";
578         const char *product = "UNKNOWN";
579         const char *license = "unspecified";
580
581         if (rom->rom_signature != 0xaa55)
582                 return 0;
583         if (rom->vrom_signature != VMI_SIGNATURE)
584                 return 0;
585         if (rom->api_version_maj != VMI_API_REV_MAJOR ||
586             rom->api_version_min+1 < VMI_API_REV_MINOR+1) {
587                 printk(KERN_WARNING "VMI: Found mismatched rom version %d.%d\n",
588                                 rom->api_version_maj,
589                                 rom->api_version_min);
590                 return 0;
591         }
592
593         /*
594          * Relying on the VMI_SIGNATURE field is not 100% safe, so check
595          * the PCI header and device type to make sure this is really a
596          * VMI device.
597          */
598         if (!rom->pci_header_offs) {
599                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM does not contain PCI header.\n");
600                 return 0;
601         }
602
603         pci = (struct pci_header *)((char *)rom+rom->pci_header_offs);
604         if (pci->vendorID != PCI_VENDOR_ID_VMWARE ||
605             pci->deviceID != PCI_DEVICE_ID_VMWARE_VMI) {
606                 /* Allow it to run... anyways, but warn */
607                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM from unknown manufacturer\n");
608         }
609
610         if (rom->pnp_header_offs) {
611                 pnp = (struct pnp_header *)((char *)rom+rom->pnp_header_offs);
612                 if (pnp->manufacturer_offset)
613                         manufacturer = (const char *)rom+pnp->manufacturer_offset;
614                 if (pnp->product_offset)
615                         product = (const char *)rom+pnp->product_offset;
616         }
617
618         if (rom->license_offs)
619                 license = (char *)rom+rom->license_offs;
620
621         printk(KERN_INFO "VMI: Found %s %s, API version %d.%d, ROM version %d.%d\n",
622                 manufacturer, product,
623                 rom->api_version_maj, rom->api_version_min,
624                 pci->rom_version_maj, pci->rom_version_min);
625
626         /* Don't allow BSD/MIT here for now because we don't want to end up
627            with any binary only shim layers */
628         if (strcmp(license, "GPL") && strcmp(license, "GPL v2")) {
629                 printk(KERN_WARNING "VMI: Non GPL license `%s' found for ROM. Not used.\n",
630                         license);
631                 return 0;
632         }
633
634         return 1;
635 }
636
637 /*
638  * Probe for the VMI option ROM
639  */
640 static inline int __init probe_vmi_rom(void)
641 {
642         unsigned long base;
643
644         /* VMI ROM is in option ROM area, check signature */
645         for (base = 0xC0000; base < 0xE0000; base += 2048) {
646                 struct vrom_header *romstart;
647                 romstart = (struct vrom_header *)isa_bus_to_virt(base);
648                 if (check_vmi_rom(romstart)) {
649                         vmi_rom = romstart;
650                         return 1;
651                 }
652         }
653         return 0;
654 }
655
656 /*
657  * VMI setup common to all processors
658  */
659 void vmi_bringup(void)
660 {
661         /* We must establish the lowmem mapping for MMU ops to work */
662         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
663                 vmi_ops.set_linear_mapping(0, (void *)__PAGE_OFFSET, max_low_pfn, 0);
664 }
665
666 /*
667  * Return a pointer to a VMI function or NULL if unimplemented
668  */
669 static void *vmi_get_function(int vmicall)
670 {
671         u64 reloc;
672         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
673         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, vmicall);
674         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);
675         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)
676                 return (void *)rel->eip;
677         else
678                 return NULL;
679 }
680
681 /*
682  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
683  * For unimplemented operations, fall back to default, unless nop
684  * is returned by the ROM.
685  */
686 #define para_fill(opname, vmicall)                              \
687 do {                                                            \
688         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
689                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
690         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)               \
691                 opname = (void *)rel->eip;                      \
692         else if (rel->type == VMI_RELOCATION_NOP)               \
693                 opname = (void *)vmi_nop;                       \
694         else if (rel->type != VMI_RELOCATION_NONE)              \
695                 printk(KERN_WARNING "VMI: Unknown relocation "  \
696                                     "type %d for " #vmicall"\n",\
697                                         rel->type);             \
698 } while (0)
699
700 /*
701  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
702  * For cached operations which do not match the VMI ROM ABI and must
703  * go through a tranlation stub.  Ignore NOPs, since it is not clear
704  * a NOP * VMI function corresponds to a NOP paravirt-op when the
705  * functions are not in 1-1 correspondence.
706  */
707 #define para_wrap(opname, wrapper, cache, vmicall)              \
708 do {                                                            \
709         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
710                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
711         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);           \
712         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL) {             \
713                 opname = wrapper;                               \
714                 vmi_ops.cache = (void *)rel->eip;               \
715         }                                                       \
716 } while (0)
717
718 /*
719  * Activate the VMI interface and switch into paravirtualized mode
720  */
721 static inline int __init activate_vmi(void)
722 {
723         short kernel_cs;
724         u64 reloc;
725         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
726
727         if (call_vrom_func(vmi_rom, vmi_init) != 0) {
728                 printk(KERN_ERR "VMI ROM failed to initialize!");
729                 return 0;
730         }
731         savesegment(cs, kernel_cs);
732
733         pv_info.paravirt_enabled = 1;
734         pv_info.kernel_rpl = kernel_cs & SEGMENT_RPL_MASK;
735         pv_info.name = "vmi";
736
737         pv_init_ops.patch = vmi_patch;
738
739         /*
740          * Many of these operations are ABI compatible with VMI.
741          * This means we can fill in the paravirt-ops with direct
742          * pointers into the VMI ROM.  If the calling convention for
743          * these operations changes, this code needs to be updated.
744          *
745          * Exceptions
746          *  CPUID paravirt-op uses pointers, not the native ISA
747          *  halt has no VMI equivalent; all VMI halts are "safe"
748          *  no MSR support yet - just trap and emulate.  VMI uses the
749          *    same ABI as the native ISA, but Linux wants exceptions
750          *    from bogus MSR read / write handled
751          *  rdpmc is not yet used in Linux
752          */
753
754         /* CPUID is special, so very special it gets wrapped like a present */
755         para_wrap(pv_cpu_ops.cpuid, vmi_cpuid, cpuid, CPUID);
756
757         para_fill(pv_cpu_ops.clts, CLTS);
758         para_fill(pv_cpu_ops.get_debugreg, GetDR);
759         para_fill(pv_cpu_ops.set_debugreg, SetDR);
760         para_fill(pv_cpu_ops.read_cr0, GetCR0);
761         para_fill(pv_mmu_ops.read_cr2, GetCR2);
762         para_fill(pv_mmu_ops.read_cr3, GetCR3);
763         para_fill(pv_cpu_ops.read_cr4, GetCR4);
764         para_fill(pv_cpu_ops.write_cr0, SetCR0);
765         para_fill(pv_mmu_ops.write_cr2, SetCR2);
766         para_fill(pv_mmu_ops.write_cr3, SetCR3);
767         para_fill(pv_cpu_ops.write_cr4, SetCR4);
768         para_fill(pv_irq_ops.save_fl, GetInterruptMask);
769         para_fill(pv_irq_ops.restore_fl, SetInterruptMask);
770         para_fill(pv_irq_ops.irq_disable, DisableInterrupts);
771         para_fill(pv_irq_ops.irq_enable, EnableInterrupts);
772
773         para_fill(pv_cpu_ops.wbinvd, WBINVD);
774         para_fill(pv_cpu_ops.read_tsc, RDTSC);
775
776         /* The following we emulate with trap and emulate for now */
777         /* paravirt_ops.read_msr = vmi_rdmsr */
778         /* paravirt_ops.write_msr = vmi_wrmsr */
779         /* paravirt_ops.rdpmc = vmi_rdpmc */
780
781         /* TR interface doesn't pass TR value, wrap */
782         para_wrap(pv_cpu_ops.load_tr_desc, vmi_set_tr, set_tr, SetTR);
783
784         /* LDT is special, too */
785         para_wrap(pv_cpu_ops.set_ldt, vmi_set_ldt, _set_ldt, SetLDT);
786
787         para_fill(pv_cpu_ops.load_gdt, SetGDT);
788         para_fill(pv_cpu_ops.load_idt, SetIDT);
789         para_fill(pv_cpu_ops.store_gdt, GetGDT);
790         para_fill(pv_cpu_ops.store_idt, GetIDT);
791         para_fill(pv_cpu_ops.store_tr, GetTR);
792         pv_cpu_ops.load_tls = vmi_load_tls;
793         para_fill(pv_cpu_ops.write_ldt_entry, WriteLDTEntry);
794         para_fill(pv_cpu_ops.write_gdt_entry, WriteGDTEntry);
795         para_fill(pv_cpu_ops.write_idt_entry, WriteIDTEntry);
796         para_wrap(pv_cpu_ops.load_esp0, vmi_load_esp0, set_kernel_stack, UpdateKernelStack);
797         para_fill(pv_cpu_ops.set_iopl_mask, SetIOPLMask);
798         para_fill(pv_cpu_ops.io_delay, IODelay);
799
800         para_wrap(pv_cpu_ops.lazy_mode.enter, vmi_enter_lazy_cpu,
801                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
802         para_wrap(pv_cpu_ops.lazy_mode.leave, vmi_leave_lazy,
803                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
804
805         para_wrap(pv_mmu_ops.lazy_mode.enter, vmi_enter_lazy_mmu,
806                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
807         para_wrap(pv_mmu_ops.lazy_mode.leave, vmi_leave_lazy,
808                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
809
810         /* user and kernel flush are just handled with different flags to FlushTLB */
811         para_wrap(pv_mmu_ops.flush_tlb_user, vmi_flush_tlb_user, _flush_tlb, FlushTLB);
812         para_wrap(pv_mmu_ops.flush_tlb_kernel, vmi_flush_tlb_kernel, _flush_tlb, FlushTLB);
813         para_fill(pv_mmu_ops.flush_tlb_single, InvalPage);
814
815         /*
816          * Until a standard flag format can be agreed on, we need to
817          * implement these as wrappers in Linux.  Get the VMI ROM
818          * function pointers for the two backend calls.
819          */
820 #ifdef CONFIG_X86_PAE
821         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxELong);
822         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxELong);
823 #else
824         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxE);
825         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxE);
826 #endif
827
828         if (vmi_ops.set_pte) {
829                 pv_mmu_ops.set_pte = vmi_set_pte;
830                 pv_mmu_ops.set_pte_at = vmi_set_pte_at;
831                 pv_mmu_ops.set_pmd = vmi_set_pmd;
832 #ifdef CONFIG_X86_PAE
833                 pv_mmu_ops.set_pte_atomic = vmi_set_pte_atomic;
834                 pv_mmu_ops.set_pte_present = vmi_set_pte_present;
835                 pv_mmu_ops.set_pud = vmi_set_pud;
836                 pv_mmu_ops.pte_clear = vmi_pte_clear;
837                 pv_mmu_ops.pmd_clear = vmi_pmd_clear;
838 #endif
839         }
840
841         if (vmi_ops.update_pte) {
842                 pv_mmu_ops.pte_update = vmi_update_pte;
843                 pv_mmu_ops.pte_update_defer = vmi_update_pte_defer;
844         }
845
846         vmi_ops.allocate_page = vmi_get_function(VMI_CALL_AllocatePage);
847         if (vmi_ops.allocate_page) {
848                 pv_mmu_ops.alloc_pt = vmi_allocate_pt;
849                 pv_mmu_ops.alloc_pd = vmi_allocate_pd;
850                 pv_mmu_ops.alloc_pd_clone = vmi_allocate_pd_clone;
851         }
852
853         vmi_ops.release_page = vmi_get_function(VMI_CALL_ReleasePage);
854         if (vmi_ops.release_page) {
855                 pv_mmu_ops.release_pt = vmi_release_pt;
856                 pv_mmu_ops.release_pd = vmi_release_pd;
857         }
858
859         /* Set linear is needed in all cases */
860         vmi_ops.set_linear_mapping = vmi_get_function(VMI_CALL_SetLinearMapping);
861 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
862         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
863                 pv_mmu_ops.kmap_atomic_pte = vmi_kmap_atomic_pte;
864 #endif
865
866         /*
867          * These MUST always be patched.  Don't support indirect jumps
868          * through these operations, as the VMI interface may use either
869          * a jump or a call to get to these operations, depending on
870          * the backend.  They are performance critical anyway, so requiring
871          * a patch is not a big problem.
872          */
873         pv_cpu_ops.irq_enable_syscall_ret = (void *)0xfeedbab0;
874         pv_cpu_ops.iret = (void *)0xbadbab0;
875
876 #ifdef CONFIG_SMP
877         para_wrap(pv_apic_ops.startup_ipi_hook, vmi_startup_ipi_hook, set_initial_ap_state, SetInitialAPState);
878 #endif
879
880 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
881         para_fill(pv_apic_ops.apic_read, APICRead);
882         para_fill(pv_apic_ops.apic_write, APICWrite);
883         para_fill(pv_apic_ops.apic_write_atomic, APICWrite);
884 #endif
885
886         /*
887          * Check for VMI timer functionality by probing for a cycle frequency method
888          */
889         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, VMI_CALL_GetCycleFrequency);
890         if (!disable_vmi_timer && rel->type != VMI_RELOCATION_NONE) {
891                 vmi_timer_ops.get_cycle_frequency = (void *)rel->eip;
892                 vmi_timer_ops.get_cycle_counter =
893                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetCycleCounter);
894                 vmi_timer_ops.get_wallclock =
895                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetWallclockTime);
896                 vmi_timer_ops.wallclock_updated =
897                         vmi_get_function(VMI_CALL_WallclockUpdated);
898                 vmi_timer_ops.set_alarm = vmi_get_function(VMI_CALL_SetAlarm);
899                 vmi_timer_ops.cancel_alarm =
900                          vmi_get_function(VMI_CALL_CancelAlarm);
901                 pv_time_ops.time_init = vmi_time_init;
902                 pv_time_ops.get_wallclock = vmi_get_wallclock;
903                 pv_time_ops.set_wallclock = vmi_set_wallclock;
904 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
905                 pv_apic_ops.setup_boot_clock = vmi_time_bsp_init;
906                 pv_apic_ops.setup_secondary_clock = vmi_time_ap_init;
907 #endif
908                 pv_time_ops.sched_clock = vmi_sched_clock;
909                 pv_time_ops.get_cpu_khz = vmi_cpu_khz;
910
911                 /* We have true wallclock functions; disable CMOS clock sync */
912                 no_sync_cmos_clock = 1;
913         } else {
914                 disable_noidle = 1;
915                 disable_vmi_timer = 1;
916         }
917
918         para_fill(pv_irq_ops.safe_halt, Halt);
919
920         /*
921          * Alternative instruction rewriting doesn't happen soon enough
922          * to convert VMI_IRET to a call instead of a jump; so we have
923          * to do this before IRQs get reenabled.  Fortunately, it is
924          * idempotent.
925          */
926         apply_paravirt(__parainstructions, __parainstructions_end);
927
928         vmi_bringup();
929
930         return 1;
931 }
932
933 #undef para_fill
934
935 void __init vmi_init(void)
936 {
937         unsigned long flags;
938
939         if (!vmi_rom)
940                 probe_vmi_rom();
941         else
942                 check_vmi_rom(vmi_rom);
943
944         /* In case probing for or validating the ROM failed, basil */
945         if (!vmi_rom)
946                 return;
947
948         reserve_top_address(-vmi_rom->virtual_top);
949
950         local_irq_save(flags);
951         activate_vmi();
952
953 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
954         /* This is virtual hardware; timer routing is wired correctly */
955         no_timer_check = 1;
956 #endif
957         local_irq_restore(flags & X86_EFLAGS_IF);
958 }
959
960 static int __init parse_vmi(char *arg)
961 {
962         if (!arg)
963                 return -EINVAL;
964
965         if (!strcmp(arg, "disable_pge")) {
966                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PGE);
967                 disable_pge = 1;
968         } else if (!strcmp(arg, "disable_pse")) {
969                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PSE);
970                 disable_pse = 1;
971         } else if (!strcmp(arg, "disable_sep")) {
972                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_SEP);
973                 disable_sep = 1;
974         } else if (!strcmp(arg, "disable_tsc")) {
975                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_TSC);
976                 disable_tsc = 1;
977         } else if (!strcmp(arg, "disable_mtrr")) {
978                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_MTRR);
979                 disable_mtrr = 1;
980         } else if (!strcmp(arg, "disable_timer")) {
981                 disable_vmi_timer = 1;
982                 disable_noidle = 1;
983         } else if (!strcmp(arg, "disable_noidle"))
984                 disable_noidle = 1;
985         return 0;
986 }
987
988 early_param("vmi", parse_vmi);