xen: use appropriate pte types
[linux-2.6] / 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69  * out of date, but it will never be set early).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_SEP)  |  /* disable SEP */
159                             (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
160
161         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
162                 : "=a" (*ax),
163                   "=b" (*bx),
164                   "=c" (*cx),
165                   "=d" (*dx)
166                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
167         *dx &= maskedx;
168 }
169
170 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
171 {
172         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
173 }
174
175 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
176 {
177         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
178 }
179
180 static unsigned long xen_save_fl(void)
181 {
182         struct vcpu_info *vcpu;
183         unsigned long flags;
184
185         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
186
187         /* flag has opposite sense of mask */
188         flags = !vcpu->evtchn_upcall_mask;
189
190         /* convert to IF type flag
191            -0 -> 0x00000000
192            -1 -> 0xffffffff
193         */
194         return (-flags) & X86_EFLAGS_IF;
195 }
196
197 static void xen_restore_fl(unsigned long flags)
198 {
199         struct vcpu_info *vcpu;
200
201         /* convert from IF type flag */
202         flags = !(flags & X86_EFLAGS_IF);
203
204         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
205            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
206            pointer and updating the mask. */
207         preempt_disable();
208         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
209         vcpu->evtchn_upcall_mask = flags;
210         preempt_enable_no_resched();
211
212         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
213            pending event will get dealt with anyway. */
214
215         if (flags == 0) {
216                 preempt_check_resched();
217                 barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
218                 if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
219                         force_evtchn_callback();
220         }
221 }
222
223 static void xen_irq_disable(void)
224 {
225         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
226            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
227            pointer and updating the mask. */
228         preempt_disable();
229         x86_read_percpu(xen_vcpu)->evtchn_upcall_mask = 1;
230         preempt_enable_no_resched();
231 }
232
233 static void xen_irq_enable(void)
234 {
235         struct vcpu_info *vcpu;
236
237         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
238            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
239            pointer and updating the mask. */
240         preempt_disable();
241         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
242         vcpu->evtchn_upcall_mask = 0;
243         preempt_enable_no_resched();
244
245         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
246            pending event will get dealt with anyway. */
247
248         barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
249         if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
250                 force_evtchn_callback();
251 }
252
253 static void xen_safe_halt(void)
254 {
255         /* Blocking includes an implicit local_irq_enable(). */
256         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_block, 0) != 0)
257                 BUG();
258 }
259
260 static void xen_halt(void)
261 {
262         if (irqs_disabled())
263                 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, smp_processor_id(), NULL);
264         else
265                 xen_safe_halt();
266 }
267
268 static void xen_leave_lazy(void)
269 {
270         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
271         xen_mc_flush();
272 }
273
274 static unsigned long xen_store_tr(void)
275 {
276         return 0;
277 }
278
279 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
280 {
281         struct mmuext_op *op;
282         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
283
284         op = mcs.args;
285         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
286         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
287         op->arg2.nr_ents = entries;
288
289         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
290
291         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
292 }
293
294 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
295 {
296         unsigned long *frames;
297         unsigned long va = dtr->address;
298         unsigned int size = dtr->size + 1;
299         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
300         int f;
301         struct multicall_space mcs;
302
303         /* A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
304            8-byte entries, or 16 4k pages.. */
305
306         BUG_ON(size > 65536);
307         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
308
309         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*frames) * pages);
310         frames = mcs.args;
311
312         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
313                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
314                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
315         }
316
317         MULTI_set_gdt(mcs.mc, frames, size / sizeof(struct desc_struct));
318
319         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
320 }
321
322 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
323                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
324 {
325         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
326         xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
327         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
328
329         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
330 }
331
332 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
333 {
334         xen_mc_batch();
335
336         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
337         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
338         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
339
340         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
341
342         /*
343          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone,
344          * it means we're in a context switch, and %gs has just been
345          * saved.  This means we can zero it out to prevent faults on
346          * exit from the hypervisor if the next process has no %gs.
347          * Either way, it has been saved, and the new value will get
348          * loaded properly.  This will go away as soon as Xen has been
349          * modified to not save/restore %gs for normal hypercalls.
350          */
351         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU)
352                 loadsegment(gs, 0);
353 }
354
355 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
356                                 const void *ptr)
357 {
358         unsigned long lp = (unsigned long)&dt[entrynum];
359         xmaddr_t mach_lp = virt_to_machine(lp);
360         u64 entry = *(u64 *)ptr;
361
362         preempt_disable();
363
364         xen_mc_flush();
365         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
366                 BUG();
367
368         preempt_enable();
369 }
370
371 static int cvt_gate_to_trap(int vector, u32 low, u32 high,
372                             struct trap_info *info)
373 {
374         u8 type, dpl;
375
376         type = (high >> 8) & 0x1f;
377         dpl = (high >> 13) & 3;
378
379         if (type != 0xf && type != 0xe)
380                 return 0;
381
382         info->vector = vector;
383         info->address = (high & 0xffff0000) | (low & 0x0000ffff);
384         info->cs = low >> 16;
385         info->flags = dpl;
386         /* interrupt gates clear IF */
387         if (type == 0xe)
388                 info->flags |= 4;
389
390         return 1;
391 }
392
393 /* Locations of each CPU's IDT */
394 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
395
396 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
397    also update Xen. */
398 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
399 {
400         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
401         unsigned long start, end;
402
403         preempt_disable();
404
405         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
406         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
407
408         xen_mc_flush();
409
410         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
411
412         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
413                 struct trap_info info[2];
414                 u32 *desc = (u32 *)g;
415
416                 info[1].address = 0;
417
418                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, desc[0], desc[1], &info[0]))
419                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
420                                 BUG();
421         }
422
423         preempt_enable();
424 }
425
426 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
427                                   struct trap_info *traps)
428 {
429         unsigned in, out, count;
430
431         count = (desc->size+1) / 8;
432         BUG_ON(count > 256);
433
434         for (in = out = 0; in < count; in++) {
435                 const u32 *entry = (u32 *)(desc->address + in * 8);
436
437                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry[0], entry[1], &traps[out]))
438                         out++;
439         }
440         traps[out].address = 0;
441 }
442
443 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
444 {
445         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
446
447         xen_convert_trap_info(desc, traps);
448 }
449
450 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
451    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
452    it avoids allocation, and saves stack space). */
453 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
454 {
455         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
456         static struct trap_info traps[257];
457
458         spin_lock(&lock);
459
460         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
461
462         xen_convert_trap_info(desc, traps);
463
464         xen_mc_flush();
465         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
466                 BUG();
467
468         spin_unlock(&lock);
469 }
470
471 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
472    they're handled differently. */
473 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
474                                 const void *desc, int type)
475 {
476         preempt_disable();
477
478         switch (type) {
479         case DESC_LDT:
480         case DESC_TSS:
481                 /* ignore */
482                 break;
483
484         default: {
485                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
486
487                 xen_mc_flush();
488                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
489                         BUG();
490         }
491
492         }
493
494         preempt_enable();
495 }
496
497 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
498                           struct thread_struct *thread)
499 {
500         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
501         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
502         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
503 }
504
505 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
506 {
507         struct physdev_set_iopl set_iopl;
508
509         /* Force the change at ring 0. */
510         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
511         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
512 }
513
514 static void xen_io_delay(void)
515 {
516 }
517
518 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
519 static u32 xen_apic_read(unsigned long reg)
520 {
521         return 0;
522 }
523
524 static void xen_apic_write(unsigned long reg, u32 val)
525 {
526         /* Warn to see if there's any stray references */
527         WARN_ON(1);
528 }
529 #endif
530
531 static void xen_flush_tlb(void)
532 {
533         struct mmuext_op *op;
534         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
535
536         op = mcs.args;
537         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
538         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
539
540         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
541 }
542
543 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
544 {
545         struct mmuext_op *op;
546         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
547
548         op = mcs.args;
549         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
550         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
551         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
552
553         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
554 }
555
556 static void xen_flush_tlb_others(const cpumask_t *cpus, struct mm_struct *mm,
557                                  unsigned long va)
558 {
559         struct {
560                 struct mmuext_op op;
561                 cpumask_t mask;
562         } *args;
563         cpumask_t cpumask = *cpus;
564         struct multicall_space mcs;
565
566         /*
567          * A couple of (to be removed) sanity checks:
568          *
569          * - current CPU must not be in mask
570          * - mask must exist :)
571          */
572         BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
573         BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
574         BUG_ON(!mm);
575
576         /* If a CPU which we ran on has gone down, OK. */
577         cpus_and(cpumask, cpumask, cpu_online_map);
578         if (cpus_empty(cpumask))
579                 return;
580
581         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
582         args = mcs.args;
583         args->mask = cpumask;
584         args->op.arg2.vcpumask = &args->mask;
585
586         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
587                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
588         } else {
589                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
590                 args->op.arg1.linear_addr = va;
591         }
592
593         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
594
595         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
596 }
597
598 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
599 {
600         x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
601 }
602
603 static unsigned long xen_read_cr2(void)
604 {
605         return x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2;
606 }
607
608 static unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
609 {
610         return x86_read_percpu(xen_vcpu_info.arch.cr2);
611 }
612
613 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
614 {
615         /* Just ignore cr4 changes; Xen doesn't allow us to do
616            anything anyway. */
617 }
618
619 static unsigned long xen_read_cr3(void)
620 {
621         return x86_read_percpu(xen_cr3);
622 }
623
624 static void set_current_cr3(void *v)
625 {
626         x86_write_percpu(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
627 }
628
629 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
630 {
631         struct mmuext_op *op;
632         struct multicall_space mcs;
633         unsigned long mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
634
635         BUG_ON(preemptible());
636
637         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));  /* disables interrupts */
638
639         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
640            respect to ipis */
641         x86_write_percpu(xen_cr3, cr3);
642
643         op = mcs.args;
644         op->cmd = MMUEXT_NEW_BASEPTR;
645         op->arg1.mfn = mfn;
646
647         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
648
649         /* Update xen_update_cr3 once the batch has actually
650            been submitted. */
651         xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
652
653         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
654 }
655
656 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
657    everything is pinned. */
658 static __init void xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
659 {
660         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
661         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
662 }
663
664 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
665    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
666 static void xen_release_pte_init(u32 pfn)
667 {
668         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
669 }
670
671 static void pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
672 {
673         struct mmuext_op op;
674         op.cmd = cmd;
675         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
676         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
677                 BUG();
678 }
679
680 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
681    attached to a pinned pagetable. */
682 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, u32 pfn, unsigned level)
683 {
684         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
685
686         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
687                 SetPagePinned(page);
688
689                 if (!PageHighMem(page)) {
690                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
691                         if (level == PT_PTE)
692                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
693                 } else
694                         /* make sure there are no stray mappings of
695                            this page */
696                         kmap_flush_unused();
697         }
698 }
699
700 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
701 {
702         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
703 }
704
705 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
706 {
707         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
708 }
709
710 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
711 static void xen_release_ptpage(u32 pfn, unsigned level)
712 {
713         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
714
715         if (PagePinned(page)) {
716                 if (!PageHighMem(page)) {
717                         if (level == PT_PTE)
718                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
719                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
720                 }
721                 ClearPagePinned(page);
722         }
723 }
724
725 static void xen_release_pte(u32 pfn)
726 {
727         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
728 }
729
730 static void xen_release_pmd(u32 pfn)
731 {
732         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
733 }
734
735 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
736 static void *xen_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
737 {
738         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
739
740         if (PagePinned(page))
741                 prot = PAGE_KERNEL_RO;
742
743         if (0 && PageHighMem(page))
744                 printk("mapping highpte %lx type %d prot %s\n",
745                        page_to_pfn(page), type,
746                        (unsigned long)pgprot_val(prot) & _PAGE_RW ? "WRITE" : "READ");
747
748         return kmap_atomic_prot(page, type, prot);
749 }
750 #endif
751
752 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
753 {
754         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
755         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
756                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
757                                pte_val_ma(pte));
758
759         return pte;
760 }
761
762 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
763    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
764 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
765 {
766         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
767
768         xen_set_pte(ptep, pte);
769 }
770
771 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
772 {
773         pgd_t *xen_pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
774
775         /* special set_pte for pagetable initialization */
776         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte_init;
777
778         init_mm.pgd = base;
779         /*
780          * copy top-level of Xen-supplied pagetable into place.  For
781          * !PAE we can use this as-is, but for PAE it is a stand-in
782          * while we copy the pmd pages.
783          */
784         memcpy(base, xen_pgd, PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
785
786         if (PTRS_PER_PMD > 1) {
787                 int i;
788                 /*
789                  * For PAE, need to allocate new pmds, rather than
790                  * share Xen's, since Xen doesn't like pmd's being
791                  * shared between address spaces.
792                  */
793                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++) {
794                         if (pgd_val_ma(xen_pgd[i]) & _PAGE_PRESENT) {
795                                 pmd_t *pmd = (pmd_t *)alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
796
797                                 memcpy(pmd, (void *)pgd_page_vaddr(xen_pgd[i]),
798                                        PAGE_SIZE);
799
800                                 make_lowmem_page_readonly(pmd);
801
802                                 set_pgd(&base[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
803                         } else
804                                 pgd_clear(&base[i]);
805                 }
806         }
807
808         /* make sure zero_page is mapped RO so we can use it in pagetables */
809         make_lowmem_page_readonly(empty_zero_page);
810         make_lowmem_page_readonly(base);
811         /*
812          * Switch to new pagetable.  This is done before
813          * pagetable_init has done anything so that the new pages
814          * added to the table can be prepared properly for Xen.
815          */
816         xen_write_cr3(__pa(base));
817
818         /* Unpin initial Xen pagetable */
819         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
820                           PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base)));
821 }
822
823 static __init void setup_shared_info(void)
824 {
825         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
826                 unsigned long addr = fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
827
828                 /*
829                  * Create a mapping for the shared info page.
830                  * Should be set_fixmap(), but shared_info is a machine
831                  * address with no corresponding pseudo-phys address.
832                  */
833                 set_pte_mfn(addr,
834                             PFN_DOWN(xen_start_info->shared_info),
835                             PAGE_KERNEL);
836
837                 HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)addr;
838         } else
839                 HYPERVISOR_shared_info =
840                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
841
842 #ifndef CONFIG_SMP
843         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
844         xen_setup_vcpu_info_placement();
845 #endif
846 }
847
848 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
849 {
850         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
851            (which it hasn't) */
852         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
853         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
854         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
855         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
856         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
857
858         setup_shared_info();
859
860         /* Actually pin the pagetable down, but we can't set PG_pinned
861            yet because the page structures don't exist yet. */
862         {
863                 unsigned level;
864
865 #ifdef CONFIG_X86_PAE
866                 level = MMUEXT_PIN_L3_TABLE;
867 #else
868                 level = MMUEXT_PIN_L2_TABLE;
869 #endif
870
871                 pin_pagetable_pfn(level, PFN_DOWN(__pa(base)));
872         }
873 }
874
875 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
876 void __init xen_setup_vcpu_info_placement(void)
877 {
878         int cpu;
879
880         for_each_possible_cpu(cpu)
881                 xen_vcpu_setup(cpu);
882
883         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
884            percpu area for all cpus, so make use of it */
885         if (have_vcpu_info_placement) {
886                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
887
888                 pv_irq_ops.save_fl = xen_save_fl_direct;
889                 pv_irq_ops.restore_fl = xen_restore_fl_direct;
890                 pv_irq_ops.irq_disable = xen_irq_disable_direct;
891                 pv_irq_ops.irq_enable = xen_irq_enable_direct;
892                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
893         }
894 }
895
896 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
897                           unsigned long addr, unsigned len)
898 {
899         char *start, *end, *reloc;
900         unsigned ret;
901
902         start = end = reloc = NULL;
903
904 #define SITE(op, x)                                                     \
905         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
906         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
907                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
908                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
909                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
910         }                                                               \
911         goto patch_site
912
913         switch (type) {
914                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
915                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
916                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
917                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
918 #undef SITE
919
920         patch_site:
921                 if (start == NULL || (end-start) > len)
922                         goto default_patch;
923
924                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
925
926                 /* Note: because reloc is assigned from something that
927                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
928                    but doesn't know its relationship with start and
929                    end. */
930                 if (reloc > start && reloc < end) {
931                         int reloc_off = reloc - start;
932                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
933                         long delta = start - (char *)addr;
934
935                         *relocp += delta;
936                 }
937                 break;
938
939         default_patch:
940         default:
941                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
942                                              addr, len);
943                 break;
944         }
945
946         return ret;
947 }
948
949 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
950         .paravirt_enabled = 1,
951         .shared_kernel_pmd = 0,
952
953         .name = "Xen",
954 };
955
956 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
957         .patch = xen_patch,
958
959         .banner = xen_banner,
960         .memory_setup = xen_memory_setup,
961         .arch_setup = xen_arch_setup,
962         .post_allocator_init = xen_mark_init_mm_pinned,
963 };
964
965 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
966         .time_init = xen_time_init,
967
968         .set_wallclock = xen_set_wallclock,
969         .get_wallclock = xen_get_wallclock,
970         .get_cpu_khz = xen_cpu_khz,
971         .sched_clock = xen_sched_clock,
972 };
973
974 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
975         .cpuid = xen_cpuid,
976
977         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
978         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
979
980         .clts = native_clts,
981
982         .read_cr0 = native_read_cr0,
983         .write_cr0 = native_write_cr0,
984
985         .read_cr4 = native_read_cr4,
986         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
987         .write_cr4 = xen_write_cr4,
988
989         .wbinvd = native_wbinvd,
990
991         .read_msr = native_read_msr_safe,
992         .write_msr = native_write_msr_safe,
993         .read_tsc = native_read_tsc,
994         .read_pmc = native_read_pmc,
995
996         .iret = xen_iret,
997         .irq_enable_syscall_ret = NULL,  /* never called */
998
999         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1000         .set_ldt = xen_set_ldt,
1001         .load_gdt = xen_load_gdt,
1002         .load_idt = xen_load_idt,
1003         .load_tls = xen_load_tls,
1004
1005         .store_gdt = native_store_gdt,
1006         .store_idt = native_store_idt,
1007         .store_tr = xen_store_tr,
1008
1009         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1010         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1011         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1012         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1013
1014         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1015         .io_delay = xen_io_delay,
1016
1017         .lazy_mode = {
1018                 .enter = paravirt_enter_lazy_cpu,
1019                 .leave = xen_leave_lazy,
1020         },
1021 };
1022
1023 static const struct pv_irq_ops xen_irq_ops __initdata = {
1024         .init_IRQ = xen_init_IRQ,
1025         .save_fl = xen_save_fl,
1026         .restore_fl = xen_restore_fl,
1027         .irq_disable = xen_irq_disable,
1028         .irq_enable = xen_irq_enable,
1029         .safe_halt = xen_safe_halt,
1030         .halt = xen_halt,
1031 };
1032
1033 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
1034 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1035         .apic_write = xen_apic_write,
1036         .apic_write_atomic = xen_apic_write,
1037         .apic_read = xen_apic_read,
1038         .setup_boot_clock = paravirt_nop,
1039         .setup_secondary_clock = paravirt_nop,
1040         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1041 #endif
1042 };
1043
1044 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1045         .pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start,
1046         .pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done,
1047
1048         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1049         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1050
1051         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1052         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1053
1054         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1055         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1056         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1057         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1058
1059         .pte_update = paravirt_nop,
1060         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1061
1062         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
1063         .release_pte = xen_release_pte_init,
1064         .alloc_pmd = xen_alloc_pte_init,
1065         .alloc_pmd_clone = paravirt_nop,
1066         .release_pmd = xen_release_pte_init,
1067
1068 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
1069         .kmap_atomic_pte = xen_kmap_atomic_pte,
1070 #endif
1071
1072         .set_pte = NULL,        /* see xen_pagetable_setup_* */
1073         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1074         .set_pmd = xen_set_pmd,
1075
1076         .pte_val = xen_pte_val,
1077         .pgd_val = xen_pgd_val,
1078
1079         .make_pte = xen_make_pte,
1080         .make_pgd = xen_make_pgd,
1081
1082 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1083         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
1084         .set_pte_present = xen_set_pte_at,
1085         .set_pud = xen_set_pud,
1086         .pte_clear = xen_pte_clear,
1087         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
1088
1089         .make_pmd = xen_make_pmd,
1090         .pmd_val = xen_pmd_val,
1091 #endif  /* PAE */
1092
1093         .activate_mm = xen_activate_mm,
1094         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
1095         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
1096
1097         .lazy_mode = {
1098                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
1099                 .leave = xen_leave_lazy,
1100         },
1101 };
1102
1103 #ifdef CONFIG_SMP
1104 static const struct smp_ops xen_smp_ops __initdata = {
1105         .smp_prepare_boot_cpu = xen_smp_prepare_boot_cpu,
1106         .smp_prepare_cpus = xen_smp_prepare_cpus,
1107         .cpu_up = xen_cpu_up,
1108         .smp_cpus_done = xen_smp_cpus_done,
1109
1110         .smp_send_stop = xen_smp_send_stop,
1111         .smp_send_reschedule = xen_smp_send_reschedule,
1112         .smp_call_function_mask = xen_smp_call_function_mask,
1113 };
1114 #endif  /* CONFIG_SMP */
1115
1116 static void xen_reboot(int reason)
1117 {
1118 #ifdef CONFIG_SMP
1119         smp_send_stop();
1120 #endif
1121
1122         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, reason))
1123                 BUG();
1124 }
1125
1126 static void xen_restart(char *msg)
1127 {
1128         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1129 }
1130
1131 static void xen_emergency_restart(void)
1132 {
1133         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1134 }
1135
1136 static void xen_machine_halt(void)
1137 {
1138         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1139 }
1140
1141 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1142 {
1143         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1144 }
1145
1146 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1147         .restart = xen_restart,
1148         .halt = xen_machine_halt,
1149         .power_off = xen_machine_halt,
1150         .shutdown = xen_machine_halt,
1151         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1152         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1153 };
1154
1155
1156 static void __init xen_reserve_top(void)
1157 {
1158         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1159         struct xen_platform_parameters pp;
1160
1161         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1162                 top = pp.virt_start;
1163
1164         reserve_top_address(-top + 2 * PAGE_SIZE);
1165 }
1166
1167 /* First C function to be called on Xen boot */
1168 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1169 {
1170         pgd_t *pgd;
1171
1172         if (!xen_start_info)
1173                 return;
1174
1175         BUG_ON(memcmp(xen_start_info->magic, "xen-3", 5) != 0);
1176
1177         /* Install Xen paravirt ops */
1178         pv_info = xen_info;
1179         pv_init_ops = xen_init_ops;
1180         pv_time_ops = xen_time_ops;
1181         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1182         pv_irq_ops = xen_irq_ops;
1183         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1184         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
1185
1186         machine_ops = xen_machine_ops;
1187
1188 #ifdef CONFIG_SMP
1189         smp_ops = xen_smp_ops;
1190 #endif
1191
1192         xen_setup_features();
1193
1194         /* Get mfn list */
1195         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1196                 phys_to_machine_mapping = (unsigned long *)xen_start_info->mfn_list;
1197
1198         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1199
1200         init_pg_tables_end = __pa(pgd) + xen_start_info->nr_pt_frames*PAGE_SIZE;
1201
1202         init_mm.pgd = pgd; /* use the Xen pagetables to start */
1203
1204         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1205
1206         x86_write_percpu(xen_cr3, __pa(pgd));
1207         x86_write_percpu(xen_current_cr3, __pa(pgd));
1208
1209         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1210            possible map and a non-dummy shared_info. */
1211         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1212
1213         pv_info.kernel_rpl = 1;
1214         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1215                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1216
1217         /* set the limit of our address space */
1218         xen_reserve_top();
1219
1220         /* set up basic CPUID stuff */
1221         cpu_detect(&new_cpu_data);
1222         new_cpu_data.hard_math = 1;
1223         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1224
1225         /* Poke various useful things into boot_params */
1226         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1227         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1228                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1229         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1230
1231         if (!is_initial_xendomain())
1232                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1233
1234         /* Start the world */
1235         start_kernel();
1236 }