bc129146f99f6e2a107a41e97425232620b693e1
[linux-3.10.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69  * out of date, but it will never be set early).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_MCE)  |  /* disable MCE */
159                             (1 << X86_FEATURE_MCA)  |  /* disable MCA */
160                             (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
161
162         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
163                 : "=a" (*ax),
164                   "=b" (*bx),
165                   "=c" (*cx),
166                   "=d" (*dx)
167                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
168         *dx &= maskedx;
169 }
170
171 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
172 {
173         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
174 }
175
176 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
177 {
178         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
179 }
180
181 static unsigned long xen_save_fl(void)
182 {
183         struct vcpu_info *vcpu;
184         unsigned long flags;
185
186         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
187
188         /* flag has opposite sense of mask */
189         flags = !vcpu->evtchn_upcall_mask;
190
191         /* convert to IF type flag
192            -0 -> 0x00000000
193            -1 -> 0xffffffff
194         */
195         return (-flags) & X86_EFLAGS_IF;
196 }
197
198 static void xen_restore_fl(unsigned long flags)
199 {
200         struct vcpu_info *vcpu;
201
202         /* convert from IF type flag */
203         flags = !(flags & X86_EFLAGS_IF);
204
205         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
206            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
207            pointer and updating the mask. */
208         preempt_disable();
209         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
210         vcpu->evtchn_upcall_mask = flags;
211         preempt_enable_no_resched();
212
213         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
214            pending event will get dealt with anyway. */
215
216         if (flags == 0) {
217                 preempt_check_resched();
218                 barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
219                 if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
220                         force_evtchn_callback();
221         }
222 }
223
224 static void xen_irq_disable(void)
225 {
226         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
227            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
228            pointer and updating the mask. */
229         preempt_disable();
230         x86_read_percpu(xen_vcpu)->evtchn_upcall_mask = 1;
231         preempt_enable_no_resched();
232 }
233
234 static void xen_irq_enable(void)
235 {
236         struct vcpu_info *vcpu;
237
238         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
239            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
240            pointer and updating the mask. */
241         preempt_disable();
242         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
243         vcpu->evtchn_upcall_mask = 0;
244         preempt_enable_no_resched();
245
246         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
247            pending event will get dealt with anyway. */
248
249         barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
250         if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
251                 force_evtchn_callback();
252 }
253
254 static void xen_safe_halt(void)
255 {
256         /* Blocking includes an implicit local_irq_enable(). */
257         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_block, 0) != 0)
258                 BUG();
259 }
260
261 static void xen_halt(void)
262 {
263         if (irqs_disabled())
264                 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, smp_processor_id(), NULL);
265         else
266                 xen_safe_halt();
267 }
268
269 static void xen_leave_lazy(void)
270 {
271         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
272         xen_mc_flush();
273 }
274
275 static unsigned long xen_store_tr(void)
276 {
277         return 0;
278 }
279
280 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
281 {
282         struct mmuext_op *op;
283         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
284
285         op = mcs.args;
286         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
287         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
288         op->arg2.nr_ents = entries;
289
290         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
291
292         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
293 }
294
295 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
296 {
297         unsigned long *frames;
298         unsigned long va = dtr->address;
299         unsigned int size = dtr->size + 1;
300         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
301         int f;
302         struct multicall_space mcs;
303
304         /* A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
305            8-byte entries, or 16 4k pages.. */
306
307         BUG_ON(size > 65536);
308         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
309
310         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*frames) * pages);
311         frames = mcs.args;
312
313         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
314                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
315                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
316         }
317
318         MULTI_set_gdt(mcs.mc, frames, size / sizeof(struct desc_struct));
319
320         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
321 }
322
323 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
324                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
325 {
326         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
327         xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
328         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
329
330         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
331 }
332
333 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
334 {
335         xen_mc_batch();
336
337         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
338         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
339         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
340
341         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
342
343         /*
344          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone,
345          * it means we're in a context switch, and %gs has just been
346          * saved.  This means we can zero it out to prevent faults on
347          * exit from the hypervisor if the next process has no %gs.
348          * Either way, it has been saved, and the new value will get
349          * loaded properly.  This will go away as soon as Xen has been
350          * modified to not save/restore %gs for normal hypercalls.
351          */
352         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU)
353                 loadsegment(gs, 0);
354 }
355
356 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
357                                 const void *ptr)
358 {
359         unsigned long lp = (unsigned long)&dt[entrynum];
360         xmaddr_t mach_lp = virt_to_machine(lp);
361         u64 entry = *(u64 *)ptr;
362
363         preempt_disable();
364
365         xen_mc_flush();
366         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
367                 BUG();
368
369         preempt_enable();
370 }
371
372 static int cvt_gate_to_trap(int vector, u32 low, u32 high,
373                             struct trap_info *info)
374 {
375         u8 type, dpl;
376
377         type = (high >> 8) & 0x1f;
378         dpl = (high >> 13) & 3;
379
380         if (type != 0xf && type != 0xe)
381                 return 0;
382
383         info->vector = vector;
384         info->address = (high & 0xffff0000) | (low & 0x0000ffff);
385         info->cs = low >> 16;
386         info->flags = dpl;
387         /* interrupt gates clear IF */
388         if (type == 0xe)
389                 info->flags |= 4;
390
391         return 1;
392 }
393
394 /* Locations of each CPU's IDT */
395 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
396
397 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
398    also update Xen. */
399 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
400 {
401         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
402         unsigned long start, end;
403
404         preempt_disable();
405
406         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
407         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
408
409         xen_mc_flush();
410
411         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
412
413         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
414                 struct trap_info info[2];
415                 u32 *desc = (u32 *)g;
416
417                 info[1].address = 0;
418
419                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, desc[0], desc[1], &info[0]))
420                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
421                                 BUG();
422         }
423
424         preempt_enable();
425 }
426
427 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
428                                   struct trap_info *traps)
429 {
430         unsigned in, out, count;
431
432         count = (desc->size+1) / 8;
433         BUG_ON(count > 256);
434
435         for (in = out = 0; in < count; in++) {
436                 const u32 *entry = (u32 *)(desc->address + in * 8);
437
438                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry[0], entry[1], &traps[out]))
439                         out++;
440         }
441         traps[out].address = 0;
442 }
443
444 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
445 {
446         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
447
448         xen_convert_trap_info(desc, traps);
449 }
450
451 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
452    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
453    it avoids allocation, and saves stack space). */
454 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
455 {
456         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
457         static struct trap_info traps[257];
458
459         spin_lock(&lock);
460
461         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
462
463         xen_convert_trap_info(desc, traps);
464
465         xen_mc_flush();
466         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
467                 BUG();
468
469         spin_unlock(&lock);
470 }
471
472 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
473    they're handled differently. */
474 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
475                                 const void *desc, int type)
476 {
477         preempt_disable();
478
479         switch (type) {
480         case DESC_LDT:
481         case DESC_TSS:
482                 /* ignore */
483                 break;
484
485         default: {
486                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
487
488                 xen_mc_flush();
489                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
490                         BUG();
491         }
492
493         }
494
495         preempt_enable();
496 }
497
498 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
499                           struct thread_struct *thread)
500 {
501         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
502         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
503         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
504 }
505
506 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
507 {
508         struct physdev_set_iopl set_iopl;
509
510         /* Force the change at ring 0. */
511         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
512         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
513 }
514
515 static void xen_io_delay(void)
516 {
517 }
518
519 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
520 static u32 xen_apic_read(unsigned long reg)
521 {
522         return 0;
523 }
524
525 static void xen_apic_write(unsigned long reg, u32 val)
526 {
527         /* Warn to see if there's any stray references */
528         WARN_ON(1);
529 }
530 #endif
531
532 static void xen_flush_tlb(void)
533 {
534         struct mmuext_op *op;
535         struct multicall_space mcs;
536
537         preempt_disable();
538
539         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
540
541         op = mcs.args;
542         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
543         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
544
545         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
546
547         preempt_enable();
548 }
549
550 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
551 {
552         struct mmuext_op *op;
553         struct multicall_space mcs;
554
555         preempt_disable();
556
557         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
558         op = mcs.args;
559         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
560         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
561         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
562
563         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
564
565         preempt_enable();
566 }
567
568 static void xen_flush_tlb_others(const cpumask_t *cpus, struct mm_struct *mm,
569                                  unsigned long va)
570 {
571         struct {
572                 struct mmuext_op op;
573                 cpumask_t mask;
574         } *args;
575         cpumask_t cpumask = *cpus;
576         struct multicall_space mcs;
577
578         /*
579          * A couple of (to be removed) sanity checks:
580          *
581          * - current CPU must not be in mask
582          * - mask must exist :)
583          */
584         BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
585         BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
586         BUG_ON(!mm);
587
588         /* If a CPU which we ran on has gone down, OK. */
589         cpus_and(cpumask, cpumask, cpu_online_map);
590         if (cpus_empty(cpumask))
591                 return;
592
593         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
594         args = mcs.args;
595         args->mask = cpumask;
596         args->op.arg2.vcpumask = &args->mask;
597
598         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
599                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
600         } else {
601                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
602                 args->op.arg1.linear_addr = va;
603         }
604
605         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
606
607         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
608 }
609
610 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
611 {
612         x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
613 }
614
615 static unsigned long xen_read_cr2(void)
616 {
617         return x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2;
618 }
619
620 static unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
621 {
622         return x86_read_percpu(xen_vcpu_info.arch.cr2);
623 }
624
625 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
626 {
627         /* Just ignore cr4 changes; Xen doesn't allow us to do
628            anything anyway. */
629 }
630
631 static unsigned long xen_read_cr3(void)
632 {
633         return x86_read_percpu(xen_cr3);
634 }
635
636 static void set_current_cr3(void *v)
637 {
638         x86_write_percpu(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
639 }
640
641 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
642 {
643         struct mmuext_op *op;
644         struct multicall_space mcs;
645         unsigned long mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
646
647         BUG_ON(preemptible());
648
649         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));  /* disables interrupts */
650
651         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
652            respect to ipis */
653         x86_write_percpu(xen_cr3, cr3);
654
655         op = mcs.args;
656         op->cmd = MMUEXT_NEW_BASEPTR;
657         op->arg1.mfn = mfn;
658
659         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
660
661         /* Update xen_update_cr3 once the batch has actually
662            been submitted. */
663         xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
664
665         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
666 }
667
668 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
669    everything is pinned. */
670 static __init void xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
671 {
672         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
673         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
674 }
675
676 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
677    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
678 static void xen_release_pte_init(u32 pfn)
679 {
680         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
681 }
682
683 static void pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
684 {
685         struct mmuext_op op;
686         op.cmd = cmd;
687         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
688         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
689                 BUG();
690 }
691
692 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
693    attached to a pinned pagetable. */
694 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, u32 pfn, unsigned level)
695 {
696         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
697
698         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
699                 SetPagePinned(page);
700
701                 if (!PageHighMem(page)) {
702                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
703                         if (level == PT_PTE)
704                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
705                 } else
706                         /* make sure there are no stray mappings of
707                            this page */
708                         kmap_flush_unused();
709         }
710 }
711
712 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
713 {
714         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
715 }
716
717 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
718 {
719         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
720 }
721
722 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
723 static void xen_release_ptpage(u32 pfn, unsigned level)
724 {
725         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
726
727         if (PagePinned(page)) {
728                 if (!PageHighMem(page)) {
729                         if (level == PT_PTE)
730                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
731                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
732                 }
733                 ClearPagePinned(page);
734         }
735 }
736
737 static void xen_release_pte(u32 pfn)
738 {
739         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
740 }
741
742 static void xen_release_pmd(u32 pfn)
743 {
744         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
745 }
746
747 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
748 static void *xen_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
749 {
750         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
751
752         if (PagePinned(page))
753                 prot = PAGE_KERNEL_RO;
754
755         if (0 && PageHighMem(page))
756                 printk("mapping highpte %lx type %d prot %s\n",
757                        page_to_pfn(page), type,
758                        (unsigned long)pgprot_val(prot) & _PAGE_RW ? "WRITE" : "READ");
759
760         return kmap_atomic_prot(page, type, prot);
761 }
762 #endif
763
764 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
765 {
766         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
767         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
768                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
769                                pte_val_ma(pte));
770
771         return pte;
772 }
773
774 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
775    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
776 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
777 {
778         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
779
780         xen_set_pte(ptep, pte);
781 }
782
783 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
784 {
785         pgd_t *xen_pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
786
787         /* special set_pte for pagetable initialization */
788         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte_init;
789
790         init_mm.pgd = base;
791         /*
792          * copy top-level of Xen-supplied pagetable into place.  For
793          * !PAE we can use this as-is, but for PAE it is a stand-in
794          * while we copy the pmd pages.
795          */
796         memcpy(base, xen_pgd, PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
797
798         if (PTRS_PER_PMD > 1) {
799                 int i;
800                 /*
801                  * For PAE, need to allocate new pmds, rather than
802                  * share Xen's, since Xen doesn't like pmd's being
803                  * shared between address spaces.
804                  */
805                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++) {
806                         if (pgd_val_ma(xen_pgd[i]) & _PAGE_PRESENT) {
807                                 pmd_t *pmd = (pmd_t *)alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
808
809                                 memcpy(pmd, (void *)pgd_page_vaddr(xen_pgd[i]),
810                                        PAGE_SIZE);
811
812                                 make_lowmem_page_readonly(pmd);
813
814                                 set_pgd(&base[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
815                         } else
816                                 pgd_clear(&base[i]);
817                 }
818         }
819
820         /* make sure zero_page is mapped RO so we can use it in pagetables */
821         make_lowmem_page_readonly(empty_zero_page);
822         make_lowmem_page_readonly(base);
823         /*
824          * Switch to new pagetable.  This is done before
825          * pagetable_init has done anything so that the new pages
826          * added to the table can be prepared properly for Xen.
827          */
828         xen_write_cr3(__pa(base));
829
830         /* Unpin initial Xen pagetable */
831         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
832                           PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base)));
833 }
834
835 static __init void setup_shared_info(void)
836 {
837         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
838                 unsigned long addr = fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
839
840                 /*
841                  * Create a mapping for the shared info page.
842                  * Should be set_fixmap(), but shared_info is a machine
843                  * address with no corresponding pseudo-phys address.
844                  */
845                 set_pte_mfn(addr,
846                             PFN_DOWN(xen_start_info->shared_info),
847                             PAGE_KERNEL);
848
849                 HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)addr;
850         } else
851                 HYPERVISOR_shared_info =
852                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
853
854 #ifndef CONFIG_SMP
855         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
856         xen_setup_vcpu_info_placement();
857 #endif
858 }
859
860 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
861 {
862         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
863            (which it hasn't) */
864         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
865         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
866         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
867         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
868         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
869
870         setup_shared_info();
871
872         /* Actually pin the pagetable down, but we can't set PG_pinned
873            yet because the page structures don't exist yet. */
874         {
875                 unsigned level;
876
877 #ifdef CONFIG_X86_PAE
878                 level = MMUEXT_PIN_L3_TABLE;
879 #else
880                 level = MMUEXT_PIN_L2_TABLE;
881 #endif
882
883                 pin_pagetable_pfn(level, PFN_DOWN(__pa(base)));
884         }
885 }
886
887 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
888 void __init xen_setup_vcpu_info_placement(void)
889 {
890         int cpu;
891
892         for_each_possible_cpu(cpu)
893                 xen_vcpu_setup(cpu);
894
895         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
896            percpu area for all cpus, so make use of it */
897         if (have_vcpu_info_placement) {
898                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
899
900                 pv_irq_ops.save_fl = xen_save_fl_direct;
901                 pv_irq_ops.restore_fl = xen_restore_fl_direct;
902                 pv_irq_ops.irq_disable = xen_irq_disable_direct;
903                 pv_irq_ops.irq_enable = xen_irq_enable_direct;
904                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
905         }
906 }
907
908 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
909                           unsigned long addr, unsigned len)
910 {
911         char *start, *end, *reloc;
912         unsigned ret;
913
914         start = end = reloc = NULL;
915
916 #define SITE(op, x)                                                     \
917         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
918         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
919                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
920                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
921                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
922         }                                                               \
923         goto patch_site
924
925         switch (type) {
926                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
927                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
928                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
929                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
930 #undef SITE
931
932         patch_site:
933                 if (start == NULL || (end-start) > len)
934                         goto default_patch;
935
936                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
937
938                 /* Note: because reloc is assigned from something that
939                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
940                    but doesn't know its relationship with start and
941                    end. */
942                 if (reloc > start && reloc < end) {
943                         int reloc_off = reloc - start;
944                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
945                         long delta = start - (char *)addr;
946
947                         *relocp += delta;
948                 }
949                 break;
950
951         default_patch:
952         default:
953                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
954                                              addr, len);
955                 break;
956         }
957
958         return ret;
959 }
960
961 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
962         .paravirt_enabled = 1,
963         .shared_kernel_pmd = 0,
964
965         .name = "Xen",
966 };
967
968 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
969         .patch = xen_patch,
970
971         .banner = xen_banner,
972         .memory_setup = xen_memory_setup,
973         .arch_setup = xen_arch_setup,
974         .post_allocator_init = xen_mark_init_mm_pinned,
975 };
976
977 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
978         .time_init = xen_time_init,
979
980         .set_wallclock = xen_set_wallclock,
981         .get_wallclock = xen_get_wallclock,
982         .get_cpu_khz = xen_cpu_khz,
983         .sched_clock = xen_sched_clock,
984 };
985
986 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
987         .cpuid = xen_cpuid,
988
989         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
990         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
991
992         .clts = native_clts,
993
994         .read_cr0 = native_read_cr0,
995         .write_cr0 = native_write_cr0,
996
997         .read_cr4 = native_read_cr4,
998         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
999         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1000
1001         .wbinvd = native_wbinvd,
1002
1003         .read_msr = native_read_msr_safe,
1004         .write_msr = native_write_msr_safe,
1005         .read_tsc = native_read_tsc,
1006         .read_pmc = native_read_pmc,
1007
1008         .iret = xen_iret,
1009         .irq_enable_syscall_ret = xen_sysexit,
1010
1011         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1012         .set_ldt = xen_set_ldt,
1013         .load_gdt = xen_load_gdt,
1014         .load_idt = xen_load_idt,
1015         .load_tls = xen_load_tls,
1016
1017         .store_gdt = native_store_gdt,
1018         .store_idt = native_store_idt,
1019         .store_tr = xen_store_tr,
1020
1021         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1022         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1023         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1024         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1025
1026         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1027         .io_delay = xen_io_delay,
1028
1029         .lazy_mode = {
1030                 .enter = paravirt_enter_lazy_cpu,
1031                 .leave = xen_leave_lazy,
1032         },
1033 };
1034
1035 static const struct pv_irq_ops xen_irq_ops __initdata = {
1036         .init_IRQ = xen_init_IRQ,
1037         .save_fl = xen_save_fl,
1038         .restore_fl = xen_restore_fl,
1039         .irq_disable = xen_irq_disable,
1040         .irq_enable = xen_irq_enable,
1041         .safe_halt = xen_safe_halt,
1042         .halt = xen_halt,
1043 };
1044
1045 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
1046 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1047         .apic_write = xen_apic_write,
1048         .apic_write_atomic = xen_apic_write,
1049         .apic_read = xen_apic_read,
1050         .setup_boot_clock = paravirt_nop,
1051         .setup_secondary_clock = paravirt_nop,
1052         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1053 #endif
1054 };
1055
1056 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1057         .pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start,
1058         .pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done,
1059
1060         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1061         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1062
1063         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1064         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1065
1066         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1067         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1068         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1069         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1070
1071         .pte_update = paravirt_nop,
1072         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1073
1074         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
1075         .release_pte = xen_release_pte_init,
1076         .alloc_pmd = xen_alloc_pte_init,
1077         .alloc_pmd_clone = paravirt_nop,
1078         .release_pmd = xen_release_pte_init,
1079
1080 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
1081         .kmap_atomic_pte = xen_kmap_atomic_pte,
1082 #endif
1083
1084         .set_pte = NULL,        /* see xen_pagetable_setup_* */
1085         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1086         .set_pmd = xen_set_pmd,
1087
1088         .pte_val = xen_pte_val,
1089         .pgd_val = xen_pgd_val,
1090
1091         .make_pte = xen_make_pte,
1092         .make_pgd = xen_make_pgd,
1093
1094 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1095         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
1096         .set_pte_present = xen_set_pte_at,
1097         .set_pud = xen_set_pud,
1098         .pte_clear = xen_pte_clear,
1099         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
1100
1101         .make_pmd = xen_make_pmd,
1102         .pmd_val = xen_pmd_val,
1103 #endif  /* PAE */
1104
1105         .activate_mm = xen_activate_mm,
1106         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
1107         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
1108
1109         .lazy_mode = {
1110                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
1111                 .leave = xen_leave_lazy,
1112         },
1113 };
1114
1115 #ifdef CONFIG_SMP
1116 static const struct smp_ops xen_smp_ops __initdata = {
1117         .smp_prepare_boot_cpu = xen_smp_prepare_boot_cpu,
1118         .smp_prepare_cpus = xen_smp_prepare_cpus,
1119         .cpu_up = xen_cpu_up,
1120         .smp_cpus_done = xen_smp_cpus_done,
1121
1122         .smp_send_stop = xen_smp_send_stop,
1123         .smp_send_reschedule = xen_smp_send_reschedule,
1124         .smp_call_function_mask = xen_smp_call_function_mask,
1125 };
1126 #endif  /* CONFIG_SMP */
1127
1128 static void xen_reboot(int reason)
1129 {
1130 #ifdef CONFIG_SMP
1131         smp_send_stop();
1132 #endif
1133
1134         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, reason))
1135                 BUG();
1136 }
1137
1138 static void xen_restart(char *msg)
1139 {
1140         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1141 }
1142
1143 static void xen_emergency_restart(void)
1144 {
1145         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1146 }
1147
1148 static void xen_machine_halt(void)
1149 {
1150         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1151 }
1152
1153 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1154 {
1155         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1156 }
1157
1158 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1159         .restart = xen_restart,
1160         .halt = xen_machine_halt,
1161         .power_off = xen_machine_halt,
1162         .shutdown = xen_machine_halt,
1163         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1164         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1165 };
1166
1167
1168 static void __init xen_reserve_top(void)
1169 {
1170         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1171         struct xen_platform_parameters pp;
1172
1173         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1174                 top = pp.virt_start;
1175
1176         reserve_top_address(-top + 2 * PAGE_SIZE);
1177 }
1178
1179 /* First C function to be called on Xen boot */
1180 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1181 {
1182         pgd_t *pgd;
1183
1184         if (!xen_start_info)
1185                 return;
1186
1187         BUG_ON(memcmp(xen_start_info->magic, "xen-3", 5) != 0);
1188
1189         /* Install Xen paravirt ops */
1190         pv_info = xen_info;
1191         pv_init_ops = xen_init_ops;
1192         pv_time_ops = xen_time_ops;
1193         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1194         pv_irq_ops = xen_irq_ops;
1195         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1196         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
1197
1198         machine_ops = xen_machine_ops;
1199
1200 #ifdef CONFIG_SMP
1201         smp_ops = xen_smp_ops;
1202 #endif
1203
1204         xen_setup_features();
1205
1206         /* Get mfn list */
1207         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1208                 phys_to_machine_mapping = (unsigned long *)xen_start_info->mfn_list;
1209
1210         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1211
1212         init_pg_tables_end = __pa(pgd) + xen_start_info->nr_pt_frames*PAGE_SIZE;
1213
1214         init_mm.pgd = pgd; /* use the Xen pagetables to start */
1215
1216         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1217
1218         x86_write_percpu(xen_cr3, __pa(pgd));
1219         x86_write_percpu(xen_current_cr3, __pa(pgd));
1220
1221         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1222            possible map and a non-dummy shared_info. */
1223         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1224
1225         pv_info.kernel_rpl = 1;
1226         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1227                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1228
1229         /* set the limit of our address space */
1230         xen_reserve_top();
1231
1232         /* set up basic CPUID stuff */
1233         cpu_detect(&new_cpu_data);
1234         new_cpu_data.hard_math = 1;
1235         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1236
1237         /* Poke various useful things into boot_params */
1238         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1239         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1240                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1241         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1242
1243         if (!is_initial_xendomain())
1244                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1245
1246         /* Start the world */
1247         start_kernel();
1248 }