5c7cef34c9e70d31d96fc47e002fd6b6bcd8d590
[linux-2.6.git] / arch / x86 / lguest / i386_head.S
1 #include <linux/linkage.h>
2 #include <linux/lguest.h>
3 #include <asm/lguest_hcall.h>
4 #include <asm/asm-offsets.h>
5 #include <asm/thread_info.h>
6 #include <asm/processor-flags.h>
7
8 /*G:020 Our story starts with the kernel booting into startup_32 in
9  * arch/x86/kernel/head_32.S.  It expects a boot header, which is created by
10  * the bootloader (the Launcher in our case).
11  *
12  * The startup_32 function does very little: it clears the uninitialized global
13  * C variables which we expect to be zero (ie. BSS) and then copies the boot
14  * header and kernel command line somewhere safe.  Finally it checks the
15  * 'hardware_subarch' field.  This was introduced in 2.6.24 for lguest and Xen:
16  * if it's set to '1' (lguest's assigned number), then it calls us here.
17  *
18  * WARNING: be very careful here!  We're running at addresses equal to physical
19  * addesses (around 0), not above PAGE_OFFSET as most code expectes
20  * (eg. 0xC0000000).  Jumps are relative, so they're OK, but we can't touch any
21  * data without remembering to subtract __PAGE_OFFSET!
22  *
23  * The .section line puts this code in .init.text so it will be discarded after
24  * boot. */
25 .section .init.text, "ax", @progbits
26 ENTRY(lguest_entry)
27         /* We make the "initialization" hypercall now to tell the Host about
28          * us, and also find out where it put our page tables. */
29         movl $LHCALL_LGUEST_INIT, %eax
30         movl $lguest_data - __PAGE_OFFSET, %edx
31         int $LGUEST_TRAP_ENTRY
32
33         /* The Host put the toplevel pagetable in lguest_data.pgdir.  The movsl
34          * instruction uses %esi implicitly as the source for the copy we're
35          * about to do. */
36         movl lguest_data - __PAGE_OFFSET + LGUEST_DATA_pgdir, %esi
37
38         /* Copy first 32 entries of page directory to __PAGE_OFFSET entries.
39          * This means the first 128M of kernel memory will be mapped at
40          * PAGE_OFFSET where the kernel expects to run.  This will get it far
41          * enough through boot to switch to its own pagetables. */
42         movl $32, %ecx
43         movl %esi, %edi
44         addl $((__PAGE_OFFSET >> 22) * 4), %edi
45         rep
46         movsl
47
48         /* Set up the initial stack so we can run C code. */
49         movl $(init_thread_union+THREAD_SIZE),%esp
50
51         /* Jumps are relative, and we're running __PAGE_OFFSET too low at the
52          * moment. */
53         jmp lguest_init+__PAGE_OFFSET
54
55 /*G:055 We create a macro which puts the assembler code between lgstart_ and
56  * lgend_ markers.  These templates are put in the .text section: they can't be
57  * discarded after boot as we may need to patch modules, too. */
58 .text
59 #define LGUEST_PATCH(name, insns...)                    \
60         lgstart_##name: insns; lgend_##name:;           \
61         .globl lgstart_##name; .globl lgend_##name
62
63 LGUEST_PATCH(cli, movl $0, lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled)
64 LGUEST_PATCH(sti, movl $X86_EFLAGS_IF, lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled)
65 LGUEST_PATCH(popf, movl %eax, lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled)
66 LGUEST_PATCH(pushf, movl lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled, %eax)
67 /*:*/
68
69 /* These demark the EIP range where host should never deliver interrupts. */
70 .global lguest_noirq_start
71 .global lguest_noirq_end
72
73 /*M:004 When the Host reflects a trap or injects an interrupt into the Guest,
74  * it sets the eflags interrupt bit on the stack based on
75  * lguest_data.irq_enabled, so the Guest iret logic does the right thing when
76  * restoring it.  However, when the Host sets the Guest up for direct traps,
77  * such as system calls, the processor is the one to push eflags onto the
78  * stack, and the interrupt bit will be 1 (in reality, interrupts are always
79  * enabled in the Guest).
80  *
81  * This turns out to be harmless: the only trap which should happen under Linux
82  * with interrupts disabled is Page Fault (due to our lazy mapping of vmalloc
83  * regions), which has to be reflected through the Host anyway.  If another
84  * trap *does* go off when interrupts are disabled, the Guest will panic, and
85  * we'll never get to this iret! :*/
86
87 /*G:045 There is one final paravirt_op that the Guest implements, and glancing
88  * at it you can see why I left it to last.  It's *cool*!  It's in *assembler*!
89  *
90  * The "iret" instruction is used to return from an interrupt or trap.  The
91  * stack looks like this:
92  *   old address
93  *   old code segment & privilege level
94  *   old processor flags ("eflags")
95  *
96  * The "iret" instruction pops those values off the stack and restores them all
97  * at once.  The only problem is that eflags includes the Interrupt Flag which
98  * the Guest can't change: the CPU will simply ignore it when we do an "iret".
99  * So we have to copy eflags from the stack to lguest_data.irq_enabled before
100  * we do the "iret".
101  *
102  * There are two problems with this: firstly, we need to use a register to do
103  * the copy and secondly, the whole thing needs to be atomic.  The first
104  * problem is easy to solve: push %eax on the stack so we can use it, and then
105  * restore it at the end just before the real "iret".
106  *
107  * The second is harder: copying eflags to lguest_data.irq_enabled will turn
108  * interrupts on before we're finished, so we could be interrupted before we
109  * return to userspace or wherever.  Our solution to this is to surround the
110  * code with lguest_noirq_start: and lguest_noirq_end: labels.  We tell the
111  * Host that it is *never* to interrupt us there, even if interrupts seem to be
112  * enabled. */
113 ENTRY(lguest_iret)
114         pushl   %eax
115         movl    12(%esp), %eax
116 lguest_noirq_start:
117         /* Note the %ss: segment prefix here.  Normal data accesses use the
118          * "ds" segment, but that will have already been restored for whatever
119          * we're returning to (such as userspace): we can't trust it.  The %ss:
120          * prefix makes sure we use the stack segment, which is still valid. */
121         movl    %eax,%ss:lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled
122         popl    %eax
123         iret
124 lguest_noirq_end: