ia64: allocate percpu area for cpu0 like percpu areas for other cpus
[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
9  * Our story starts with the kernel booting into startup_32 in
10  * arch/x86/kernel/head_32.S.  It expects a boot header, which is created by
11  * the bootloader (the Launcher in our case).
12  *
13  * The startup_32 function does very little: it clears the uninitialized global
14  * C variables which we expect to be zero (ie. BSS) and then copies the boot
15  * header and kernel command line somewhere safe.  Finally it checks the
16  * 'hardware_subarch' field.  This was introduced in 2.6.24 for lguest and Xen:
17  * if it's set to '1' (lguest's assigned number), then it calls us here.
18  *
19  * WARNING: be very careful here!  We're running at addresses equal to physical
20  * addesses (around 0), not above PAGE_OFFSET as most code expectes
21  * (eg. 0xC0000000).  Jumps are relative, so they're OK, but we can't touch any
22  * data without remembering to subtract __PAGE_OFFSET!
23  *
24  * The .section line puts this code in .init.text so it will be discarded after
25  * boot.
26  */
27 .section .init.text, "ax", @progbits
28 ENTRY(lguest_entry)
29         /*
30          * We make the "initialization" hypercall now to tell the Host about
31          * us, and also find out where it put our page tables.
32          */
33         movl $LHCALL_LGUEST_INIT, %eax
34         movl $lguest_data - __PAGE_OFFSET, %ebx
35         .byte 0x0f,0x01,0xc1 /* KVM_HYPERCALL */
36
37         /* Set up the initial stack so we can run C code. */
38         movl $(init_thread_union+THREAD_SIZE),%esp
39
40         /* Jumps are relative: we're running __PAGE_OFFSET too low. */
41         jmp lguest_init+__PAGE_OFFSET
42
43 /*G:055
44  * We create a macro which puts the assembler code between lgstart_ and lgend_
45  * markers.  These templates are put in the .text section: they can't be
46  * discarded after boot as we may need to patch modules, too.
47  */
48 .text
49 #define LGUEST_PATCH(name, insns...)                    \
50         lgstart_##name: insns; lgend_##name:;           \
51         .globl lgstart_##name; .globl lgend_##name
52
53 LGUEST_PATCH(cli, movl $0, lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled)
54 LGUEST_PATCH(pushf, movl lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled, %eax)
55
56 /*G:033
57  * But using those wrappers is inefficient (we'll see why that doesn't matter
58  * for save_fl and irq_disable later).  If we write our routines carefully in
59  * assembler, we can avoid clobbering any registers and avoid jumping through
60  * the wrapper functions.
61  *
62  * I skipped over our first piece of assembler, but this one is worth studying
63  * in a bit more detail so I'll describe in easy stages.  First, the routine to
64  * enable interrupts:
65  */
66 ENTRY(lg_irq_enable)
67         /*
68          * The reverse of irq_disable, this sets lguest_data.irq_enabled to
69          * X86_EFLAGS_IF (ie. "Interrupts enabled").
70          */
71         movl $X86_EFLAGS_IF, lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled
72         /*
73          * But now we need to check if the Host wants to know: there might have
74          * been interrupts waiting to be delivered, in which case it will have
75          * set lguest_data.irq_pending to X86_EFLAGS_IF.  If it's not zero, we
76          * jump to send_interrupts, otherwise we're done.
77          */
78         testl $0, lguest_data+LGUEST_DATA_irq_pending
79         jnz send_interrupts
80         /*
81          * One cool thing about x86 is that you can do many things without using
82          * a register.  In this case, the normal path hasn't needed to save or
83          * restore any registers at all!
84          */
85         ret
86 send_interrupts:
87         /*
88          * OK, now we need a register: eax is used for the hypercall number,
89          * which is LHCALL_SEND_INTERRUPTS.
90          *
91          * We used not to bother with this pending detection at all, which was
92          * much simpler.  Sooner or later the Host would realize it had to
93          * send us an interrupt.  But that turns out to make performance 7
94          * times worse on a simple tcp benchmark.  So now we do this the hard
95          * way.
96          */
97         pushl %eax
98         movl $LHCALL_SEND_INTERRUPTS, %eax
99         /*
100          * This is a vmcall instruction (same thing that KVM uses).  Older
101          * assembler versions might not know the "vmcall" instruction, so we
102          * create one manually here.
103          */
104         .byte 0x0f,0x01,0xc1 /* KVM_HYPERCALL */
105         /* Put eax back the way we found it. */
106         popl %eax
107         ret
108
109 /*
110  * Finally, the "popf" or "restore flags" routine.  The %eax register holds the
111  * flags (in practice, either X86_EFLAGS_IF or 0): if it's X86_EFLAGS_IF we're
112  * enabling interrupts again, if it's 0 we're leaving them off.
113  */
114 ENTRY(lg_restore_fl)
115         /* This is just "lguest_data.irq_enabled = flags;" */
116         movl %eax, lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled
117         /*
118          * Now, if the %eax value has enabled interrupts and
119          * lguest_data.irq_pending is set, we want to tell the Host so it can
120          * deliver any outstanding interrupts.  Fortunately, both values will
121          * be X86_EFLAGS_IF (ie. 512) in that case, and the "testl"
122          * instruction will AND them together for us.  If both are set, we
123          * jump to send_interrupts.
124          */
125         testl lguest_data+LGUEST_DATA_irq_pending, %eax
126         jnz send_interrupts
127         /* Again, the normal path has used no extra registers.  Clever, huh? */
128         ret
129 /*:*/
130
131 /* These demark the EIP range where host should never deliver interrupts. */
132 .global lguest_noirq_start
133 .global lguest_noirq_end
134
135 /*M:004
136  * When the Host reflects a trap or injects an interrupt into the Guest, it
137  * sets the eflags interrupt bit on the stack based on lguest_data.irq_enabled,
138  * so the Guest iret logic does the right thing when restoring it.  However,
139  * when the Host sets the Guest up for direct traps, such as system calls, the
140  * processor is the one to push eflags onto the stack, and the interrupt bit
141  * will be 1 (in reality, interrupts are always enabled in the Guest).
142  *
143  * This turns out to be harmless: the only trap which should happen under Linux
144  * with interrupts disabled is Page Fault (due to our lazy mapping of vmalloc
145  * regions), which has to be reflected through the Host anyway.  If another
146  * trap *does* go off when interrupts are disabled, the Guest will panic, and
147  * we'll never get to this iret!
148 :*/
149
150 /*G:045
151  * There is one final paravirt_op that the Guest implements, and glancing at it
152  * you can see why I left it to last.  It's *cool*!  It's in *assembler*!
153  *
154  * The "iret" instruction is used to return from an interrupt or trap.  The
155  * stack looks like this:
156  *   old address
157  *   old code segment & privilege level
158  *   old processor flags ("eflags")
159  *
160  * The "iret" instruction pops those values off the stack and restores them all
161  * at once.  The only problem is that eflags includes the Interrupt Flag which
162  * the Guest can't change: the CPU will simply ignore it when we do an "iret".
163  * So we have to copy eflags from the stack to lguest_data.irq_enabled before
164  * we do the "iret".
165  *
166  * There are two problems with this: firstly, we need to use a register to do
167  * the copy and secondly, the whole thing needs to be atomic.  The first
168  * problem is easy to solve: push %eax on the stack so we can use it, and then
169  * restore it at the end just before the real "iret".
170  *
171  * The second is harder: copying eflags to lguest_data.irq_enabled will turn
172  * interrupts on before we're finished, so we could be interrupted before we
173  * return to userspace or wherever.  Our solution to this is to surround the
174  * code with lguest_noirq_start: and lguest_noirq_end: labels.  We tell the
175  * Host that it is *never* to interrupt us there, even if interrupts seem to be
176  * enabled.
177  */
178 ENTRY(lguest_iret)
179         pushl   %eax
180         movl    12(%esp), %eax
181 lguest_noirq_start:
182         /*
183          * Note the %ss: segment prefix here.  Normal data accesses use the
184          * "ds" segment, but that will have already been restored for whatever
185          * we're returning to (such as userspace): we can't trust it.  The %ss:
186          * prefix makes sure we use the stack segment, which is still valid.
187          */
188         movl    %eax,%ss:lguest_data+LGUEST_DATA_irq_enabled
189         popl    %eax
190         iret
191 lguest_noirq_end: