943684566ebefcfba236f8ac64e7dff7f09afcf5
[linux-2.6.git] / arch / x86 / xen / enlighten.c
1 /*
2  * Core of Xen paravirt_ops implementation.
3  *
4  * This file contains the xen_paravirt_ops structure itself, and the
5  * implementations for:
6  * - privileged instructions
7  * - interrupt flags
8  * - segment operations
9  * - booting and setup
10  *
11  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
12  */
13
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/smp.h>
17 #include <linux/preempt.h>
18 #include <linux/hardirq.h>
19 #include <linux/percpu.h>
20 #include <linux/delay.h>
21 #include <linux/start_kernel.h>
22 #include <linux/sched.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/page-flags.h>
27 #include <linux/highmem.h>
28 #include <linux/console.h>
29
30 #include <xen/interface/xen.h>
31 #include <xen/interface/physdev.h>
32 #include <xen/interface/vcpu.h>
33 #include <xen/interface/sched.h>
34 #include <xen/features.h>
35 #include <xen/page.h>
36
37 #include <asm/paravirt.h>
38 #include <asm/page.h>
39 #include <asm/xen/hypercall.h>
40 #include <asm/xen/hypervisor.h>
41 #include <asm/fixmap.h>
42 #include <asm/processor.h>
43 #include <asm/setup.h>
44 #include <asm/desc.h>
45 #include <asm/pgtable.h>
46 #include <asm/tlbflush.h>
47 #include <asm/reboot.h>
48
49 #include "xen-ops.h"
50 #include "mmu.h"
51 #include "multicalls.h"
52
53 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
54
55 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
56 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
57
58 /*
59  * Note about cr3 (pagetable base) values:
60  *
61  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
62  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
63  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
64  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
65  * be self-consistent.
66  *
67  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
68  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
69  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
70  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
71  */
72 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
73 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
74
75 struct start_info *xen_start_info;
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
77
78 static /* __initdata */ struct shared_info dummy_shared_info;
79
80 /*
81  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
82  * page as soon as fixmap is up and running.
83  */
84 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = (void *)&dummy_shared_info;
85
86 /*
87  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
88  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
89  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
90  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
91  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
92  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
93  *
94  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
95  * but we can only optimise if the all are.
96  *
97  * 0: not available, 1: available
98  */
99 static int have_vcpu_info_placement = 1;
100
101 static void __init xen_vcpu_setup(int cpu)
102 {
103         struct vcpu_register_vcpu_info info;
104         int err;
105         struct vcpu_info *vcpup;
106
107         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &dummy_shared_info);
108         per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
109
110         if (!have_vcpu_info_placement)
111                 return;         /* already tested, not available */
112
113         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
114
115         info.mfn = virt_to_mfn(vcpup);
116         info.offset = offset_in_page(vcpup);
117
118         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
119                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
120
121         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
122            structure where we want it, which allows direct access via
123            a percpu-variable. */
124         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
125
126         if (err) {
127                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
128                 have_vcpu_info_placement = 0;
129         } else {
130                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
131                    later ones fail to. */
132                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
133
134                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
135                        cpu, vcpup);
136         }
137 }
138
139 static void __init xen_banner(void)
140 {
141         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
142                pv_info.name);
143         printk(KERN_INFO "Hypervisor signature: %s\n", xen_start_info->magic);
144 }
145
146 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
147                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
148 {
149         unsigned maskedx = ~0;
150
151         /*
152          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
153          * unsupported kernel subsystems as possible.
154          */
155         if (*ax == 1)
156                 maskedx = ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable APIC */
157                             (1 << X86_FEATURE_ACPI) |  /* disable ACPI */
158                             (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
159
160         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
161                 : "=a" (*ax),
162                   "=b" (*bx),
163                   "=c" (*cx),
164                   "=d" (*dx)
165                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
166         *dx &= maskedx;
167 }
168
169 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
170 {
171         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
172 }
173
174 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
175 {
176         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
177 }
178
179 static unsigned long xen_save_fl(void)
180 {
181         struct vcpu_info *vcpu;
182         unsigned long flags;
183
184         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
185
186         /* flag has opposite sense of mask */
187         flags = !vcpu->evtchn_upcall_mask;
188
189         /* convert to IF type flag
190            -0 -> 0x00000000
191            -1 -> 0xffffffff
192         */
193         return (-flags) & X86_EFLAGS_IF;
194 }
195
196 static void xen_restore_fl(unsigned long flags)
197 {
198         struct vcpu_info *vcpu;
199
200         /* convert from IF type flag */
201         flags = !(flags & X86_EFLAGS_IF);
202
203         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
204            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
205            pointer and updating the mask. */
206         preempt_disable();
207         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
208         vcpu->evtchn_upcall_mask = flags;
209         preempt_enable_no_resched();
210
211         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
212            pending event will get dealt with anyway. */
213
214         if (flags == 0) {
215                 preempt_check_resched();
216                 barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
217                 if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
218                         force_evtchn_callback();
219         }
220 }
221
222 static void xen_irq_disable(void)
223 {
224         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
225            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
226            pointer and updating the mask. */
227         preempt_disable();
228         x86_read_percpu(xen_vcpu)->evtchn_upcall_mask = 1;
229         preempt_enable_no_resched();
230 }
231
232 static void xen_irq_enable(void)
233 {
234         struct vcpu_info *vcpu;
235
236         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
237            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
238            pointer and updating the mask. */
239         preempt_disable();
240         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
241         vcpu->evtchn_upcall_mask = 0;
242         preempt_enable_no_resched();
243
244         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
245            pending event will get dealt with anyway. */
246
247         barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
248         if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
249                 force_evtchn_callback();
250 }
251
252 static void xen_safe_halt(void)
253 {
254         /* Blocking includes an implicit local_irq_enable(). */
255         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_block, 0) != 0)
256                 BUG();
257 }
258
259 static void xen_halt(void)
260 {
261         if (irqs_disabled())
262                 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, smp_processor_id(), NULL);
263         else
264                 xen_safe_halt();
265 }
266
267 static void xen_leave_lazy(void)
268 {
269         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
270         xen_mc_flush();
271 }
272
273 static unsigned long xen_store_tr(void)
274 {
275         return 0;
276 }
277
278 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
279 {
280         struct mmuext_op *op;
281         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
282
283         op = mcs.args;
284         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
285         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
286         op->arg2.nr_ents = entries;
287
288         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
289
290         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
291 }
292
293 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
294 {
295         unsigned long *frames;
296         unsigned long va = dtr->address;
297         unsigned int size = dtr->size + 1;
298         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
299         int f;
300         struct multicall_space mcs;
301
302         /* A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
303            8-byte entries, or 16 4k pages.. */
304
305         BUG_ON(size > 65536);
306         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
307
308         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*frames) * pages);
309         frames = mcs.args;
310
311         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
312                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
313                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
314         }
315
316         MULTI_set_gdt(mcs.mc, frames, size / sizeof(struct desc_struct));
317
318         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
319 }
320
321 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
322                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
323 {
324         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
325         xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
326         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
327
328         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
329 }
330
331 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
332 {
333         xen_mc_batch();
334
335         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
336         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
337         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
338
339         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
340
341         /*
342          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone,
343          * it means we're in a context switch, and %gs has just been
344          * saved.  This means we can zero it out to prevent faults on
345          * exit from the hypervisor if the next process has no %gs.
346          * Either way, it has been saved, and the new value will get
347          * loaded properly.  This will go away as soon as Xen has been
348          * modified to not save/restore %gs for normal hypercalls.
349          */
350         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU)
351                 loadsegment(gs, 0);
352 }
353
354 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
355                                 const void *ptr)
356 {
357         unsigned long lp = (unsigned long)&dt[entrynum];
358         xmaddr_t mach_lp = virt_to_machine(lp);
359         u64 entry = *(u64 *)ptr;
360
361         preempt_disable();
362
363         xen_mc_flush();
364         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
365                 BUG();
366
367         preempt_enable();
368 }
369
370 static int cvt_gate_to_trap(int vector, u32 low, u32 high,
371                             struct trap_info *info)
372 {
373         u8 type, dpl;
374
375         type = (high >> 8) & 0x1f;
376         dpl = (high >> 13) & 3;
377
378         if (type != 0xf && type != 0xe)
379                 return 0;
380
381         info->vector = vector;
382         info->address = (high & 0xffff0000) | (low & 0x0000ffff);
383         info->cs = low >> 16;
384         info->flags = dpl;
385         /* interrupt gates clear IF */
386         if (type == 0xe)
387                 info->flags |= 4;
388
389         return 1;
390 }
391
392 /* Locations of each CPU's IDT */
393 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
394
395 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
396    also update Xen. */
397 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
398 {
399         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
400         unsigned long start, end;
401
402         preempt_disable();
403
404         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
405         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
406
407         xen_mc_flush();
408
409         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
410
411         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
412                 struct trap_info info[2];
413                 u32 *desc = (u32 *)g;
414
415                 info[1].address = 0;
416
417                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, desc[0], desc[1], &info[0]))
418                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
419                                 BUG();
420         }
421
422         preempt_enable();
423 }
424
425 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
426                                   struct trap_info *traps)
427 {
428         unsigned in, out, count;
429
430         count = (desc->size+1) / 8;
431         BUG_ON(count > 256);
432
433         for (in = out = 0; in < count; in++) {
434                 const u32 *entry = (u32 *)(desc->address + in * 8);
435
436                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry[0], entry[1], &traps[out]))
437                         out++;
438         }
439         traps[out].address = 0;
440 }
441
442 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
443 {
444         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
445
446         xen_convert_trap_info(desc, traps);
447 }
448
449 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
450    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
451    it avoids allocation, and saves stack space). */
452 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
453 {
454         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
455         static struct trap_info traps[257];
456
457         spin_lock(&lock);
458
459         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
460
461         xen_convert_trap_info(desc, traps);
462
463         xen_mc_flush();
464         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
465                 BUG();
466
467         spin_unlock(&lock);
468 }
469
470 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
471    they're handled differently. */
472 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
473                                 const void *desc, int type)
474 {
475         preempt_disable();
476
477         switch (type) {
478         case DESC_LDT:
479         case DESC_TSS:
480                 /* ignore */
481                 break;
482
483         default: {
484                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
485
486                 xen_mc_flush();
487                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
488                         BUG();
489         }
490
491         }
492
493         preempt_enable();
494 }
495
496 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
497                           struct thread_struct *thread)
498 {
499         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
500         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
501         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
502 }
503
504 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
505 {
506         struct physdev_set_iopl set_iopl;
507
508         /* Force the change at ring 0. */
509         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
510         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
511 }
512
513 static void xen_io_delay(void)
514 {
515 }
516
517 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
518 static u32 xen_apic_read(unsigned long reg)
519 {
520         return 0;
521 }
522
523 static void xen_apic_write(unsigned long reg, u32 val)
524 {
525         /* Warn to see if there's any stray references */
526         WARN_ON(1);
527 }
528 #endif
529
530 static void xen_flush_tlb(void)
531 {
532         struct mmuext_op *op;
533         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
534
535         op = mcs.args;
536         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
537         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
538
539         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
540 }
541
542 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
543 {
544         struct mmuext_op *op;
545         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
546
547         op = mcs.args;
548         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
549         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
550         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
551
552         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
553 }
554
555 static void xen_flush_tlb_others(const cpumask_t *cpus, struct mm_struct *mm,
556                                  unsigned long va)
557 {
558         struct {
559                 struct mmuext_op op;
560                 cpumask_t mask;
561         } *args;
562         cpumask_t cpumask = *cpus;
563         struct multicall_space mcs;
564
565         /*
566          * A couple of (to be removed) sanity checks:
567          *
568          * - current CPU must not be in mask
569          * - mask must exist :)
570          */
571         BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
572         BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
573         BUG_ON(!mm);
574
575         /* If a CPU which we ran on has gone down, OK. */
576         cpus_and(cpumask, cpumask, cpu_online_map);
577         if (cpus_empty(cpumask))
578                 return;
579
580         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
581         args = mcs.args;
582         args->mask = cpumask;
583         args->op.arg2.vcpumask = &args->mask;
584
585         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
586                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
587         } else {
588                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
589                 args->op.arg1.linear_addr = va;
590         }
591
592         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
593
594         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
595 }
596
597 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
598 {
599         x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
600 }
601
602 static unsigned long xen_read_cr2(void)
603 {
604         return x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2;
605 }
606
607 static unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
608 {
609         return x86_read_percpu(xen_vcpu_info.arch.cr2);
610 }
611
612 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
613 {
614         /* Just ignore cr4 changes; Xen doesn't allow us to do
615            anything anyway. */
616 }
617
618 static unsigned long xen_read_cr3(void)
619 {
620         return x86_read_percpu(xen_cr3);
621 }
622
623 static void set_current_cr3(void *v)
624 {
625         x86_write_percpu(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
626 }
627
628 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
629 {
630         struct mmuext_op *op;
631         struct multicall_space mcs;
632         unsigned long mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
633
634         BUG_ON(preemptible());
635
636         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));  /* disables interrupts */
637
638         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
639            respect to ipis */
640         x86_write_percpu(xen_cr3, cr3);
641
642         op = mcs.args;
643         op->cmd = MMUEXT_NEW_BASEPTR;
644         op->arg1.mfn = mfn;
645
646         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
647
648         /* Update xen_update_cr3 once the batch has actually
649            been submitted. */
650         xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
651
652         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
653 }
654
655 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
656    everything is pinned. */
657 static __init void xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
658 {
659         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
660         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
661 }
662
663 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
664    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
665 static void xen_release_pte_init(u32 pfn)
666 {
667         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
668 }
669
670 static void pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
671 {
672         struct mmuext_op op;
673         op.cmd = cmd;
674         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
675         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
676                 BUG();
677 }
678
679 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
680    attached to a pinned pagetable. */
681 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, u32 pfn, unsigned level)
682 {
683         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
684
685         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
686                 SetPagePinned(page);
687
688                 if (!PageHighMem(page)) {
689                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
690                         if (level == PT_PTE)
691                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
692                 } else
693                         /* make sure there are no stray mappings of
694                            this page */
695                         kmap_flush_unused();
696         }
697 }
698
699 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
700 {
701         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
702 }
703
704 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
705 {
706         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
707 }
708
709 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
710 static void xen_release_ptpage(u32 pfn, unsigned level)
711 {
712         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
713
714         if (PagePinned(page)) {
715                 if (!PageHighMem(page)) {
716                         if (level == PT_PTE)
717                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
718                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
719                 }
720                 ClearPagePinned(page);
721         }
722 }
723
724 static void xen_release_pte(u32 pfn)
725 {
726         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
727 }
728
729 static void xen_release_pmd(u32 pfn)
730 {
731         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
732 }
733
734 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
735 static void *xen_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
736 {
737         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
738
739         if (PagePinned(page))
740                 prot = PAGE_KERNEL_RO;
741
742         if (0 && PageHighMem(page))
743                 printk("mapping highpte %lx type %d prot %s\n",
744                        page_to_pfn(page), type,
745                        (unsigned long)pgprot_val(prot) & _PAGE_RW ? "WRITE" : "READ");
746
747         return kmap_atomic_prot(page, type, prot);
748 }
749 #endif
750
751 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
752 {
753         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
754         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
755                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
756                                pte_val_ma(pte));
757
758         return pte;
759 }
760
761 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
762    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
763 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
764 {
765         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
766
767         xen_set_pte(ptep, pte);
768 }
769
770 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
771 {
772         pgd_t *xen_pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
773
774         /* special set_pte for pagetable initialization */
775         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte_init;
776
777         init_mm.pgd = base;
778         /*
779          * copy top-level of Xen-supplied pagetable into place.  For
780          * !PAE we can use this as-is, but for PAE it is a stand-in
781          * while we copy the pmd pages.
782          */
783         memcpy(base, xen_pgd, PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
784
785         if (PTRS_PER_PMD > 1) {
786                 int i;
787                 /*
788                  * For PAE, need to allocate new pmds, rather than
789                  * share Xen's, since Xen doesn't like pmd's being
790                  * shared between address spaces.
791                  */
792                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++) {
793                         if (pgd_val_ma(xen_pgd[i]) & _PAGE_PRESENT) {
794                                 pmd_t *pmd = (pmd_t *)alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
795
796                                 memcpy(pmd, (void *)pgd_page_vaddr(xen_pgd[i]),
797                                        PAGE_SIZE);
798
799                                 make_lowmem_page_readonly(pmd);
800
801                                 set_pgd(&base[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
802                         } else
803                                 pgd_clear(&base[i]);
804                 }
805         }
806
807         /* make sure zero_page is mapped RO so we can use it in pagetables */
808         make_lowmem_page_readonly(empty_zero_page);
809         make_lowmem_page_readonly(base);
810         /*
811          * Switch to new pagetable.  This is done before
812          * pagetable_init has done anything so that the new pages
813          * added to the table can be prepared properly for Xen.
814          */
815         xen_write_cr3(__pa(base));
816
817         /* Unpin initial Xen pagetable */
818         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
819                           PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base)));
820 }
821
822 static __init void setup_shared_info(void)
823 {
824         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
825                 unsigned long addr = fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
826
827                 /*
828                  * Create a mapping for the shared info page.
829                  * Should be set_fixmap(), but shared_info is a machine
830                  * address with no corresponding pseudo-phys address.
831                  */
832                 set_pte_mfn(addr,
833                             PFN_DOWN(xen_start_info->shared_info),
834                             PAGE_KERNEL);
835
836                 HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)addr;
837         } else
838                 HYPERVISOR_shared_info =
839                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
840
841 #ifndef CONFIG_SMP
842         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
843         xen_setup_vcpu_info_placement();
844 #endif
845 }
846
847 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
848 {
849         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
850            (which it hasn't) */
851         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
852         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
853         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
854         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
855         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
856
857         setup_shared_info();
858
859         /* Actually pin the pagetable down, but we can't set PG_pinned
860            yet because the page structures don't exist yet. */
861         {
862                 unsigned level;
863
864 #ifdef CONFIG_X86_PAE
865                 level = MMUEXT_PIN_L3_TABLE;
866 #else
867                 level = MMUEXT_PIN_L2_TABLE;
868 #endif
869
870                 pin_pagetable_pfn(level, PFN_DOWN(__pa(base)));
871         }
872 }
873
874 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
875 void __init xen_setup_vcpu_info_placement(void)
876 {
877         int cpu;
878
879         for_each_possible_cpu(cpu)
880                 xen_vcpu_setup(cpu);
881
882         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
883            percpu area for all cpus, so make use of it */
884         if (have_vcpu_info_placement) {
885                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
886
887                 pv_irq_ops.save_fl = xen_save_fl_direct;
888                 pv_irq_ops.restore_fl = xen_restore_fl_direct;
889                 pv_irq_ops.irq_disable = xen_irq_disable_direct;
890                 pv_irq_ops.irq_enable = xen_irq_enable_direct;
891                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
892         }
893 }
894
895 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
896                           unsigned long addr, unsigned len)
897 {
898         char *start, *end, *reloc;
899         unsigned ret;
900
901         start = end = reloc = NULL;
902
903 #define SITE(op, x)                                                     \
904         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
905         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
906                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
907                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
908                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
909         }                                                               \
910         goto patch_site
911
912         switch (type) {
913                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
914                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
915                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
916                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
917 #undef SITE
918
919         patch_site:
920                 if (start == NULL || (end-start) > len)
921                         goto default_patch;
922
923                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
924
925                 /* Note: because reloc is assigned from something that
926                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
927                    but doesn't know its relationship with start and
928                    end. */
929                 if (reloc > start && reloc < end) {
930                         int reloc_off = reloc - start;
931                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
932                         long delta = start - (char *)addr;
933
934                         *relocp += delta;
935                 }
936                 break;
937
938         default_patch:
939         default:
940                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
941                                              addr, len);
942                 break;
943         }
944
945         return ret;
946 }
947
948 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
949         .paravirt_enabled = 1,
950         .shared_kernel_pmd = 0,
951
952         .name = "Xen",
953 };
954
955 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
956         .patch = xen_patch,
957
958         .banner = xen_banner,
959         .memory_setup = xen_memory_setup,
960         .arch_setup = xen_arch_setup,
961         .post_allocator_init = xen_mark_init_mm_pinned,
962 };
963
964 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
965         .time_init = xen_time_init,
966
967         .set_wallclock = xen_set_wallclock,
968         .get_wallclock = xen_get_wallclock,
969         .get_cpu_khz = xen_cpu_khz,
970         .sched_clock = xen_sched_clock,
971 };
972
973 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
974         .cpuid = xen_cpuid,
975
976         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
977         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
978
979         .clts = native_clts,
980
981         .read_cr0 = native_read_cr0,
982         .write_cr0 = native_write_cr0,
983
984         .read_cr4 = native_read_cr4,
985         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
986         .write_cr4 = xen_write_cr4,
987
988         .wbinvd = native_wbinvd,
989
990         .read_msr = native_read_msr_safe,
991         .write_msr = native_write_msr_safe,
992         .read_tsc = native_read_tsc,
993         .read_pmc = native_read_pmc,
994
995         .iret = xen_iret,
996         .irq_enable_syscall_ret = xen_sysexit,
997
998         .load_tr_desc = paravirt_nop,
999         .set_ldt = xen_set_ldt,
1000         .load_gdt = xen_load_gdt,
1001         .load_idt = xen_load_idt,
1002         .load_tls = xen_load_tls,
1003
1004         .store_gdt = native_store_gdt,
1005         .store_idt = native_store_idt,
1006         .store_tr = xen_store_tr,
1007
1008         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1009         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1010         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1011         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1012
1013         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1014         .io_delay = xen_io_delay,
1015
1016         .lazy_mode = {
1017                 .enter = paravirt_enter_lazy_cpu,
1018                 .leave = xen_leave_lazy,
1019         },
1020 };
1021
1022 static const struct pv_irq_ops xen_irq_ops __initdata = {
1023         .init_IRQ = xen_init_IRQ,
1024         .save_fl = xen_save_fl,
1025         .restore_fl = xen_restore_fl,
1026         .irq_disable = xen_irq_disable,
1027         .irq_enable = xen_irq_enable,
1028         .safe_halt = xen_safe_halt,
1029         .halt = xen_halt,
1030 };
1031
1032 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
1033 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1034         .apic_write = xen_apic_write,
1035         .apic_write_atomic = xen_apic_write,
1036         .apic_read = xen_apic_read,
1037         .setup_boot_clock = paravirt_nop,
1038         .setup_secondary_clock = paravirt_nop,
1039         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1040 #endif
1041 };
1042
1043 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1044         .pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start,
1045         .pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done,
1046
1047         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1048         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1049
1050         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1051         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1052
1053         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1054         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1055         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1056         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1057
1058         .pte_update = paravirt_nop,
1059         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1060
1061         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
1062         .release_pte = xen_release_pte_init,
1063         .alloc_pmd = xen_alloc_pte_init,
1064         .alloc_pmd_clone = paravirt_nop,
1065         .release_pmd = xen_release_pte_init,
1066
1067 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
1068         .kmap_atomic_pte = xen_kmap_atomic_pte,
1069 #endif
1070
1071         .set_pte = NULL,        /* see xen_pagetable_setup_* */
1072         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1073         .set_pmd = xen_set_pmd,
1074
1075         .pte_val = xen_pte_val,
1076         .pgd_val = xen_pgd_val,
1077
1078         .make_pte = xen_make_pte,
1079         .make_pgd = xen_make_pgd,
1080
1081 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1082         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
1083         .set_pte_present = xen_set_pte_at,
1084         .set_pud = xen_set_pud,
1085         .pte_clear = xen_pte_clear,
1086         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
1087
1088         .make_pmd = xen_make_pmd,
1089         .pmd_val = xen_pmd_val,
1090 #endif  /* PAE */
1091
1092         .activate_mm = xen_activate_mm,
1093         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
1094         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
1095
1096         .lazy_mode = {
1097                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
1098                 .leave = xen_leave_lazy,
1099         },
1100 };
1101
1102 #ifdef CONFIG_SMP
1103 static const struct smp_ops xen_smp_ops __initdata = {
1104         .smp_prepare_boot_cpu = xen_smp_prepare_boot_cpu,
1105         .smp_prepare_cpus = xen_smp_prepare_cpus,
1106         .cpu_up = xen_cpu_up,
1107         .smp_cpus_done = xen_smp_cpus_done,
1108
1109         .smp_send_stop = xen_smp_send_stop,
1110         .smp_send_reschedule = xen_smp_send_reschedule,
1111         .smp_call_function_mask = xen_smp_call_function_mask,
1112 };
1113 #endif  /* CONFIG_SMP */
1114
1115 static void xen_reboot(int reason)
1116 {
1117 #ifdef CONFIG_SMP
1118         smp_send_stop();
1119 #endif
1120
1121         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, reason))
1122                 BUG();
1123 }
1124
1125 static void xen_restart(char *msg)
1126 {
1127         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1128 }
1129
1130 static void xen_emergency_restart(void)
1131 {
1132         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1133 }
1134
1135 static void xen_machine_halt(void)
1136 {
1137         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1138 }
1139
1140 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1141 {
1142         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1143 }
1144
1145 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1146         .restart = xen_restart,
1147         .halt = xen_machine_halt,
1148         .power_off = xen_machine_halt,
1149         .shutdown = xen_machine_halt,
1150         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1151         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1152 };
1153
1154
1155 static void __init xen_reserve_top(void)
1156 {
1157         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1158         struct xen_platform_parameters pp;
1159
1160         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1161                 top = pp.virt_start;
1162
1163         reserve_top_address(-top + 2 * PAGE_SIZE);
1164 }
1165
1166 /* First C function to be called on Xen boot */
1167 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1168 {
1169         pgd_t *pgd;
1170
1171         if (!xen_start_info)
1172                 return;
1173
1174         BUG_ON(memcmp(xen_start_info->magic, "xen-3", 5) != 0);
1175
1176         /* Install Xen paravirt ops */
1177         pv_info = xen_info;
1178         pv_init_ops = xen_init_ops;
1179         pv_time_ops = xen_time_ops;
1180         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1181         pv_irq_ops = xen_irq_ops;
1182         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1183         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
1184
1185         machine_ops = xen_machine_ops;
1186
1187 #ifdef CONFIG_SMP
1188         smp_ops = xen_smp_ops;
1189 #endif
1190
1191         xen_setup_features();
1192
1193         /* Get mfn list */
1194         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1195                 phys_to_machine_mapping = (unsigned long *)xen_start_info->mfn_list;
1196
1197         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1198
1199         init_pg_tables_end = __pa(pgd) + xen_start_info->nr_pt_frames*PAGE_SIZE;
1200
1201         init_mm.pgd = pgd; /* use the Xen pagetables to start */
1202
1203         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1204
1205         x86_write_percpu(xen_cr3, __pa(pgd));
1206         x86_write_percpu(xen_current_cr3, __pa(pgd));
1207
1208         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1209            possible map and a non-dummy shared_info. */
1210         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1211
1212         pv_info.kernel_rpl = 1;
1213         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1214                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1215
1216         /* set the limit of our address space */
1217         xen_reserve_top();
1218
1219         /* set up basic CPUID stuff */
1220         cpu_detect(&new_cpu_data);
1221         new_cpu_data.hard_math = 1;
1222         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1223
1224         /* Poke various useful things into boot_params */
1225         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1226         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1227                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1228         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1229
1230         if (!is_initial_xendomain())
1231                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1232
1233         /* Start the world */
1234         start_kernel();
1235 }