x86, mm: Clean up and simplify NX enablement
[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/kprobes.h>
24 #include <linux/bootmem.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/console.h>
30
31 #include <xen/interface/xen.h>
32 #include <xen/interface/version.h>
33 #include <xen/interface/physdev.h>
34 #include <xen/interface/vcpu.h>
35 #include <xen/features.h>
36 #include <xen/page.h>
37 #include <xen/hvc-console.h>
38
39 #include <asm/paravirt.h>
40 #include <asm/apic.h>
41 #include <asm/page.h>
42 #include <asm/xen/hypercall.h>
43 #include <asm/xen/hypervisor.h>
44 #include <asm/fixmap.h>
45 #include <asm/processor.h>
46 #include <asm/proto.h>
47 #include <asm/msr-index.h>
48 #include <asm/traps.h>
49 #include <asm/setup.h>
50 #include <asm/desc.h>
51 #include <asm/pgtable.h>
52 #include <asm/tlbflush.h>
53 #include <asm/reboot.h>
54 #include <asm/stackprotector.h>
55
56 #include "xen-ops.h"
57 #include "mmu.h"
58 #include "multicalls.h"
59
60 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
61
62 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
63 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
64
65 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
66 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
67
68 struct start_info *xen_start_info;
69 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
70
71 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
72
73 void *xen_initial_gdt;
74
75 /*
76  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
77  * page as soon as fixmap is up and running.
78  */
79 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = (void *)&xen_dummy_shared_info;
80
81 /*
82  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
83  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
84  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
85  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
86  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
87  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
88  *
89  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
90  * but we can only optimise if the all are.
91  *
92  * 0: not available, 1: available
93  */
94 static int have_vcpu_info_placement = 1;
95
96 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
97 {
98         struct vcpu_register_vcpu_info info;
99         int err;
100         struct vcpu_info *vcpup;
101
102         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
103         per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
104
105         if (!have_vcpu_info_placement)
106                 return;         /* already tested, not available */
107
108         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
109
110         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
111         info.offset = offset_in_page(vcpup);
112
113         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
114                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
115
116         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
117            structure where we want it, which allows direct access via
118            a percpu-variable. */
119         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
120
121         if (err) {
122                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
123                 have_vcpu_info_placement = 0;
124         } else {
125                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
126                    later ones fail to. */
127                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
128
129                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
130                        cpu, vcpup);
131         }
132 }
133
134 /*
135  * On restore, set the vcpu placement up again.
136  * If it fails, then we're in a bad state, since
137  * we can't back out from using it...
138  */
139 void xen_vcpu_restore(void)
140 {
141         if (have_vcpu_info_placement) {
142                 int cpu;
143
144                 for_each_online_cpu(cpu) {
145                         bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
146
147                         if (other_cpu &&
148                             HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
149                                 BUG();
150
151                         xen_vcpu_setup(cpu);
152
153                         if (other_cpu &&
154                             HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
155                                 BUG();
156                 }
157
158                 BUG_ON(!have_vcpu_info_placement);
159         }
160 }
161
162 static void __init xen_banner(void)
163 {
164         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
165         struct xen_extraversion extra;
166         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
167
168         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
169                pv_info.name);
170         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
171                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
172                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
173 }
174
175 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
176 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
177
178 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
179                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
180 {
181         unsigned maskecx = ~0;
182         unsigned maskedx = ~0;
183
184         /*
185          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
186          * unsupported kernel subsystems as possible.
187          */
188         if (*ax == 1) {
189                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
190                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
191         }
192
193         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
194                 : "=a" (*ax),
195                   "=b" (*bx),
196                   "=c" (*cx),
197                   "=d" (*dx)
198                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
199
200         *cx &= maskecx;
201         *dx &= maskedx;
202 }
203
204 static __init void xen_init_cpuid_mask(void)
205 {
206         unsigned int ax, bx, cx, dx;
207
208         cpuid_leaf1_edx_mask =
209                 ~((1 << X86_FEATURE_MCE)  |  /* disable MCE */
210                   (1 << X86_FEATURE_MCA)  |  /* disable MCA */
211                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
212
213         if (!xen_initial_domain())
214                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
215                         ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable local APIC */
216                           (1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
217
218         ax = 1;
219         cx = 0;
220         xen_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
221
222         /* cpuid claims we support xsave; try enabling it to see what happens */
223         if (cx & (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32))) {
224                 unsigned long cr4;
225
226                 set_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
227                 
228                 cr4 = read_cr4();
229
230                 if ((cr4 & X86_CR4_OSXSAVE) == 0)
231                         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32));
232
233                 clear_in_cr4(X86_CR4_OSXSAVE);
234         }
235 }
236
237 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
238 {
239         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
240 }
241
242 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
243 {
244         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
245 }
246
247 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
248 {
249         xen_mc_flush();
250         paravirt_end_context_switch(next);
251 }
252
253 static unsigned long xen_store_tr(void)
254 {
255         return 0;
256 }
257
258 /*
259  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
260  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
261  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
262  * match.
263  */
264 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
265 {
266         int level;
267         pte_t *ptep;
268         pte_t pte;
269         unsigned long pfn;
270         struct page *page;
271
272         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
273         BUG_ON(ptep == NULL);
274
275         pfn = pte_pfn(*ptep);
276         page = pfn_to_page(pfn);
277
278         pte = pfn_pte(pfn, prot);
279
280         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
281                 BUG();
282
283         if (!PageHighMem(page)) {
284                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
285
286                 if (av != v)
287                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
288                                 BUG();
289         } else
290                 kmap_flush_unused();
291 }
292
293 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
294 {
295         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
296         int i;
297
298         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
299                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
300 }
301
302 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
303 {
304         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
305         int i;
306
307         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
308                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
309 }
310
311 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
312 {
313         struct mmuext_op *op;
314         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
315
316         op = mcs.args;
317         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
318         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
319         op->arg2.nr_ents = entries;
320
321         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
322
323         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
324 }
325
326 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
327 {
328         unsigned long va = dtr->address;
329         unsigned int size = dtr->size + 1;
330         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
331         unsigned long frames[pages];
332         int f;
333
334         /*
335          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
336          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
337          */
338
339         BUG_ON(size > 65536);
340         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
341
342         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
343                 int level;
344                 pte_t *ptep;
345                 unsigned long pfn, mfn;
346                 void *virt;
347
348                 /*
349                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
350                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
351                  * page-walk to get the underlying MFN for the
352                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
353                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
354                  */
355                 ptep = lookup_address(va, &level);
356                 BUG_ON(ptep == NULL);
357
358                 pfn = pte_pfn(*ptep);
359                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
360                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
361
362                 frames[f] = mfn;
363
364                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
365                 make_lowmem_page_readonly(virt);
366         }
367
368         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
369                 BUG();
370 }
371
372 /*
373  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
374  */
375 static __init void xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
376 {
377         unsigned long va = dtr->address;
378         unsigned int size = dtr->size + 1;
379         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
380         unsigned long frames[pages];
381         int f;
382
383         /*
384          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
385          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
386          */
387
388         BUG_ON(size > 65536);
389         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
390
391         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
392                 pte_t pte;
393                 unsigned long pfn, mfn;
394
395                 pfn = virt_to_pfn(va);
396                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
397
398                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
399
400                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
401                         BUG();
402
403                 frames[f] = mfn;
404         }
405
406         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
407                 BUG();
408 }
409
410 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
411                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
412 {
413         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
414         xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
415         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
416
417         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
418 }
419
420 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
421 {
422         /*
423          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
424          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
425          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
426          * can zero it out to prevent faults on exit from the
427          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
428          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
429          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
430          * save/restore %gs for normal hypercalls.
431          *
432          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
433          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
434          * must not zero %gs on x86_64
435          *
436          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
437          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
438          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
439          */
440         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
441 #ifdef CONFIG_X86_32
442                 lazy_load_gs(0);
443 #else
444                 loadsegment(fs, 0);
445 #endif
446         }
447
448         xen_mc_batch();
449
450         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
451         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
452         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
453
454         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
455 }
456
457 #ifdef CONFIG_X86_64
458 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
459 {
460         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
461                 BUG();
462 }
463 #endif
464
465 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
466                                 const void *ptr)
467 {
468         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
469         u64 entry = *(u64 *)ptr;
470
471         preempt_disable();
472
473         xen_mc_flush();
474         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
475                 BUG();
476
477         preempt_enable();
478 }
479
480 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
481                             struct trap_info *info)
482 {
483         unsigned long addr;
484
485         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
486                 return 0;
487
488         info->vector = vector;
489
490         addr = gate_offset(*val);
491 #ifdef CONFIG_X86_64
492         /*
493          * Look for known traps using IST, and substitute them
494          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
495          * about.  Xen will handle faults like double_fault and
496          * machine_check, so we should never see them.  Warn if
497          * there's an unexpected IST-using fault handler.
498          */
499         if (addr == (unsigned long)debug)
500                 addr = (unsigned long)xen_debug;
501         else if (addr == (unsigned long)int3)
502                 addr = (unsigned long)xen_int3;
503         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
504                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
505         else if (addr == (unsigned long)double_fault ||
506                  addr == (unsigned long)nmi) {
507                 /* Don't need to handle these */
508                 return 0;
509 #ifdef CONFIG_X86_MCE
510         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
511                 return 0;
512 #endif
513         } else {
514                 /* Some other trap using IST? */
515                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
516                         return 0;
517         }
518 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
519         info->address = addr;
520
521         info->cs = gate_segment(*val);
522         info->flags = val->dpl;
523         /* interrupt gates clear IF */
524         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
525                 info->flags |= 1 << 2;
526
527         return 1;
528 }
529
530 /* Locations of each CPU's IDT */
531 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
532
533 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
534    also update Xen. */
535 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
536 {
537         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
538         unsigned long start, end;
539
540         preempt_disable();
541
542         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
543         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
544
545         xen_mc_flush();
546
547         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
548
549         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
550                 struct trap_info info[2];
551
552                 info[1].address = 0;
553
554                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
555                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
556                                 BUG();
557         }
558
559         preempt_enable();
560 }
561
562 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
563                                   struct trap_info *traps)
564 {
565         unsigned in, out, count;
566
567         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
568         BUG_ON(count > 256);
569
570         for (in = out = 0; in < count; in++) {
571                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
572
573                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
574                         out++;
575         }
576         traps[out].address = 0;
577 }
578
579 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
580 {
581         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
582
583         xen_convert_trap_info(desc, traps);
584 }
585
586 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
587    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
588    it avoids allocation, and saves stack space). */
589 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
590 {
591         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
592         static struct trap_info traps[257];
593
594         spin_lock(&lock);
595
596         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
597
598         xen_convert_trap_info(desc, traps);
599
600         xen_mc_flush();
601         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
602                 BUG();
603
604         spin_unlock(&lock);
605 }
606
607 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
608    they're handled differently. */
609 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
610                                 const void *desc, int type)
611 {
612         preempt_disable();
613
614         switch (type) {
615         case DESC_LDT:
616         case DESC_TSS:
617                 /* ignore */
618                 break;
619
620         default: {
621                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
622
623                 xen_mc_flush();
624                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
625                         BUG();
626         }
627
628         }
629
630         preempt_enable();
631 }
632
633 /*
634  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
635  * update an entry as simply as possible.
636  */
637 static __init void xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
638                                             const void *desc, int type)
639 {
640         switch (type) {
641         case DESC_LDT:
642         case DESC_TSS:
643                 /* ignore */
644                 break;
645
646         default: {
647                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
648
649                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
650                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
651         }
652
653         }
654 }
655
656 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
657                          struct thread_struct *thread)
658 {
659         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
660         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
661         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
662 }
663
664 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
665 {
666         struct physdev_set_iopl set_iopl;
667
668         /* Force the change at ring 0. */
669         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
670         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
671 }
672
673 static void xen_io_delay(void)
674 {
675 }
676
677 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
678 static u32 xen_apic_read(u32 reg)
679 {
680         return 0;
681 }
682
683 static void xen_apic_write(u32 reg, u32 val)
684 {
685         /* Warn to see if there's any stray references */
686         WARN_ON(1);
687 }
688
689 static u64 xen_apic_icr_read(void)
690 {
691         return 0;
692 }
693
694 static void xen_apic_icr_write(u32 low, u32 id)
695 {
696         /* Warn to see if there's any stray references */
697         WARN_ON(1);
698 }
699
700 static void xen_apic_wait_icr_idle(void)
701 {
702         return;
703 }
704
705 static u32 xen_safe_apic_wait_icr_idle(void)
706 {
707         return 0;
708 }
709
710 static void set_xen_basic_apic_ops(void)
711 {
712         apic->read = xen_apic_read;
713         apic->write = xen_apic_write;
714         apic->icr_read = xen_apic_icr_read;
715         apic->icr_write = xen_apic_icr_write;
716         apic->wait_icr_idle = xen_apic_wait_icr_idle;
717         apic->safe_wait_icr_idle = xen_safe_apic_wait_icr_idle;
718 }
719
720 #endif
721
722
723 static void xen_clts(void)
724 {
725         struct multicall_space mcs;
726
727         mcs = xen_mc_entry(0);
728
729         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
730
731         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
732 }
733
734 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
735
736 static unsigned long xen_read_cr0(void)
737 {
738         unsigned long cr0 = percpu_read(xen_cr0_value);
739
740         if (unlikely(cr0 == 0)) {
741                 cr0 = native_read_cr0();
742                 percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
743         }
744
745         return cr0;
746 }
747
748 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
749 {
750         struct multicall_space mcs;
751
752         percpu_write(xen_cr0_value, cr0);
753
754         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
755            ignored. */
756         mcs = xen_mc_entry(0);
757
758         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
759
760         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
761 }
762
763 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
764 {
765         cr4 &= ~X86_CR4_PGE;
766         cr4 &= ~X86_CR4_PSE;
767
768         native_write_cr4(cr4);
769 }
770
771 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
772 {
773         int ret;
774
775         ret = 0;
776
777         switch (msr) {
778 #ifdef CONFIG_X86_64
779                 unsigned which;
780                 u64 base;
781
782         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
783         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
784         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
785
786         set:
787                 base = ((u64)high << 32) | low;
788                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
789                         ret = -EIO;
790                 break;
791 #endif
792
793         case MSR_STAR:
794         case MSR_CSTAR:
795         case MSR_LSTAR:
796         case MSR_SYSCALL_MASK:
797         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
798         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
799         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
800                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
801                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
802                    Xen console noise. */
803                 break;
804
805         default:
806                 ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
807         }
808
809         return ret;
810 }
811
812 void xen_setup_shared_info(void)
813 {
814         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
815                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
816                            xen_start_info->shared_info);
817
818                 HYPERVISOR_shared_info =
819                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
820         } else
821                 HYPERVISOR_shared_info =
822                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
823
824 #ifndef CONFIG_SMP
825         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
826         xen_setup_vcpu_info_placement();
827 #endif
828
829         xen_setup_mfn_list_list();
830 }
831
832 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
833 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
834 {
835         int cpu;
836
837         for_each_possible_cpu(cpu)
838                 xen_vcpu_setup(cpu);
839
840         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
841            percpu area for all cpus, so make use of it */
842         if (have_vcpu_info_placement) {
843                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
844
845                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
846                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
847                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
848                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
849                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
850         }
851 }
852
853 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
854                           unsigned long addr, unsigned len)
855 {
856         char *start, *end, *reloc;
857         unsigned ret;
858
859         start = end = reloc = NULL;
860
861 #define SITE(op, x)                                                     \
862         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
863         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
864                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
865                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
866                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
867         }                                                               \
868         goto patch_site
869
870         switch (type) {
871                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
872                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
873                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
874                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
875 #undef SITE
876
877         patch_site:
878                 if (start == NULL || (end-start) > len)
879                         goto default_patch;
880
881                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
882
883                 /* Note: because reloc is assigned from something that
884                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
885                    but doesn't know its relationship with start and
886                    end. */
887                 if (reloc > start && reloc < end) {
888                         int reloc_off = reloc - start;
889                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
890                         long delta = start - (char *)addr;
891
892                         *relocp += delta;
893                 }
894                 break;
895
896         default_patch:
897         default:
898                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
899                                              addr, len);
900                 break;
901         }
902
903         return ret;
904 }
905
906 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
907         .paravirt_enabled = 1,
908         .shared_kernel_pmd = 0,
909
910         .name = "Xen",
911 };
912
913 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
914         .patch = xen_patch,
915 };
916
917 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
918         .sched_clock = xen_sched_clock,
919 };
920
921 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
922         .cpuid = xen_cpuid,
923
924         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
925         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
926
927         .clts = xen_clts,
928
929         .read_cr0 = xen_read_cr0,
930         .write_cr0 = xen_write_cr0,
931
932         .read_cr4 = native_read_cr4,
933         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
934         .write_cr4 = xen_write_cr4,
935
936         .wbinvd = native_wbinvd,
937
938         .read_msr = native_read_msr_safe,
939         .write_msr = xen_write_msr_safe,
940         .read_tsc = native_read_tsc,
941         .read_pmc = native_read_pmc,
942
943         .iret = xen_iret,
944         .irq_enable_sysexit = xen_sysexit,
945 #ifdef CONFIG_X86_64
946         .usergs_sysret32 = xen_sysret32,
947         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
948 #endif
949
950         .load_tr_desc = paravirt_nop,
951         .set_ldt = xen_set_ldt,
952         .load_gdt = xen_load_gdt,
953         .load_idt = xen_load_idt,
954         .load_tls = xen_load_tls,
955 #ifdef CONFIG_X86_64
956         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
957 #endif
958
959         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
960         .free_ldt = xen_free_ldt,
961
962         .store_gdt = native_store_gdt,
963         .store_idt = native_store_idt,
964         .store_tr = xen_store_tr,
965
966         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
967         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
968         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
969         .load_sp0 = xen_load_sp0,
970
971         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
972         .io_delay = xen_io_delay,
973
974         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
975         .swapgs = paravirt_nop,
976
977         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
978         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
979 };
980
981 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
982 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
983         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
984 #endif
985 };
986
987 static void xen_reboot(int reason)
988 {
989         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
990
991 #ifdef CONFIG_SMP
992         smp_send_stop();
993 #endif
994
995         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
996                 BUG();
997 }
998
999 static void xen_restart(char *msg)
1000 {
1001         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1002 }
1003
1004 static void xen_emergency_restart(void)
1005 {
1006         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1007 }
1008
1009 static void xen_machine_halt(void)
1010 {
1011         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1012 }
1013
1014 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1015 {
1016         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1017 }
1018
1019 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1020         .restart = xen_restart,
1021         .halt = xen_machine_halt,
1022         .power_off = xen_machine_halt,
1023         .shutdown = xen_machine_halt,
1024         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1025         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1026 };
1027
1028 /*
1029  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1030  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1031  * function, which is most of the kernel.
1032  */
1033 static void __init xen_setup_stackprotector(void)
1034 {
1035         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1036         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1037
1038         setup_stack_canary_segment(0);
1039         switch_to_new_gdt(0);
1040
1041         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1042         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1043 }
1044
1045 /* First C function to be called on Xen boot */
1046 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1047 {
1048         pgd_t *pgd;
1049
1050         if (!xen_start_info)
1051                 return;
1052
1053         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1054
1055         /* Install Xen paravirt ops */
1056         pv_info = xen_info;
1057         pv_init_ops = xen_init_ops;
1058         pv_time_ops = xen_time_ops;
1059         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1060         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1061
1062         x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1063         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1064         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1065
1066         x86_init.timers.timer_init = xen_time_init;
1067         x86_init.timers.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1068         x86_cpuinit.setup_percpu_clockev = x86_init_noop;
1069
1070         x86_platform.calibrate_tsc = xen_tsc_khz;
1071         x86_platform.get_wallclock = xen_get_wallclock;
1072         x86_platform.set_wallclock = xen_set_wallclock;
1073
1074         /*
1075          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1076          */
1077
1078         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1079         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1080         if (!xen_initial_domain())
1081                 __supported_pte_mask &= ~(_PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
1082
1083         __supported_pte_mask |= _PAGE_IOMAP;
1084
1085         /* Work out if we support NX */
1086         x86_configure_nx();
1087
1088         xen_setup_features();
1089
1090         /* Get mfn list */
1091         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1092                 xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1093
1094         /*
1095          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1096          * -fstack-protector code can be executed.
1097          */
1098         xen_setup_stackprotector();
1099
1100         xen_init_mmu_ops();
1101         xen_init_irq_ops();
1102         xen_init_cpuid_mask();
1103
1104 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1105         /*
1106          * set up the basic apic ops.
1107          */
1108         set_xen_basic_apic_ops();
1109 #endif
1110
1111         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1112                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1113                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1114         }
1115
1116         machine_ops = xen_machine_ops;
1117
1118         /*
1119          * The only reliable way to retain the initial address of the
1120          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1121          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1122          */
1123         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1124
1125         xen_smp_init();
1126
1127         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1128
1129         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1130            possible map and a non-dummy shared_info. */
1131         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1132
1133         local_irq_disable();
1134         early_boot_irqs_off();
1135
1136         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1137         pgd = xen_setup_kernel_pagetable(pgd, xen_start_info->nr_pages);
1138
1139         init_mm.pgd = pgd;
1140
1141         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1142
1143         pv_info.kernel_rpl = 1;
1144         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1145                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1146
1147         /* set the limit of our address space */
1148         xen_reserve_top();
1149
1150 #ifdef CONFIG_X86_32
1151         /* set up basic CPUID stuff */
1152         cpu_detect(&new_cpu_data);
1153         new_cpu_data.hard_math = 1;
1154         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1155         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1156 #endif
1157
1158         /* Poke various useful things into boot_params */
1159         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1160         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1161                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1162         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1163         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1164
1165         if (!xen_initial_domain()) {
1166                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1167                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1168                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1169         }
1170
1171         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1172
1173         /* Start the world */
1174 #ifdef CONFIG_X86_32
1175         i386_start_kernel();
1176 #else
1177         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1178 #endif
1179 }