xen: mask out SEP from CPUID
[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
29 #include <xen/interface/xen.h>
30 #include <xen/interface/physdev.h>
31 #include <xen/interface/vcpu.h>
32 #include <xen/interface/sched.h>
33 #include <xen/features.h>
34 #include <xen/page.h>
35
36 #include <asm/paravirt.h>
37 #include <asm/page.h>
38 #include <asm/xen/hypercall.h>
39 #include <asm/xen/hypervisor.h>
40 #include <asm/fixmap.h>
41 #include <asm/processor.h>
42 #include <asm/setup.h>
43 #include <asm/desc.h>
44 #include <asm/pgtable.h>
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/reboot.h>
47
48 #include "xen-ops.h"
49 #include "mmu.h"
50 #include "multicalls.h"
51
52 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
53
54 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
55 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
56
57 /*
58  * Note about cr3 (pagetable base) values:
59  *
60  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
61  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
62  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
63  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
64  * be self-consistent.
65  *
66  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
67  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
68  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
69  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
70  */
71 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
72 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
73
74 struct start_info *xen_start_info;
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
76
77 static /* __initdata */ struct shared_info dummy_shared_info;
78
79 /*
80  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
81  * page as soon as fixmap is up and running.
82  */
83 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = (void *)&dummy_shared_info;
84
85 /*
86  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
87  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
88  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
89  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
90  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
91  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
92  *
93  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
94  * but we can only optimise if the all are.
95  *
96  * 0: not available, 1: available
97  */
98 static int have_vcpu_info_placement = 0;
99
100 static void __init xen_vcpu_setup(int cpu)
101 {
102         struct vcpu_register_vcpu_info info;
103         int err;
104         struct vcpu_info *vcpup;
105
106         per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
107
108         if (!have_vcpu_info_placement)
109                 return;         /* already tested, not available */
110
111         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
112
113         info.mfn = virt_to_mfn(vcpup);
114         info.offset = offset_in_page(vcpup);
115
116         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
117                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
118
119         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
120            structure where we want it, which allows direct access via
121            a percpu-variable. */
122         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
123
124         if (err) {
125                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
126                 have_vcpu_info_placement = 0;
127         } else {
128                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
129                    later ones fail to. */
130                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
131
132                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
133                        cpu, vcpup);
134         }
135 }
136
137 static void __init xen_banner(void)
138 {
139         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
140                pv_info.name);
141         printk(KERN_INFO "Hypervisor signature: %s\n", xen_start_info->magic);
142 }
143
144 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
145                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
146 {
147         unsigned maskedx = ~0;
148
149         /*
150          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
151          * unsupported kernel subsystems as possible.
152          */
153         if (*ax == 1)
154                 maskedx = ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable APIC */
155                             (1 << X86_FEATURE_ACPI) |  /* disable ACPI */
156                             (1 << X86_FEATURE_SEP)  |  /* disable SEP */
157                             (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
158
159         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
160                 : "=a" (*ax),
161                   "=b" (*bx),
162                   "=c" (*cx),
163                   "=d" (*dx)
164                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
165         *dx &= maskedx;
166 }
167
168 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
169 {
170         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
171 }
172
173 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
174 {
175         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
176 }
177
178 static unsigned long xen_save_fl(void)
179 {
180         struct vcpu_info *vcpu;
181         unsigned long flags;
182
183         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
184
185         /* flag has opposite sense of mask */
186         flags = !vcpu->evtchn_upcall_mask;
187
188         /* convert to IF type flag
189            -0 -> 0x00000000
190            -1 -> 0xffffffff
191         */
192         return (-flags) & X86_EFLAGS_IF;
193 }
194
195 static void xen_restore_fl(unsigned long flags)
196 {
197         struct vcpu_info *vcpu;
198
199         /* convert from IF type flag */
200         flags = !(flags & X86_EFLAGS_IF);
201
202         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
203            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
204            pointer and updating the mask. */
205         preempt_disable();
206         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
207         vcpu->evtchn_upcall_mask = flags;
208         preempt_enable_no_resched();
209
210         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
211            pending event will get dealt with anyway. */
212
213         if (flags == 0) {
214                 preempt_check_resched();
215                 barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
216                 if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
217                         force_evtchn_callback();
218         }
219 }
220
221 static void xen_irq_disable(void)
222 {
223         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
224            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
225            pointer and updating the mask. */
226         preempt_disable();
227         x86_read_percpu(xen_vcpu)->evtchn_upcall_mask = 1;
228         preempt_enable_no_resched();
229 }
230
231 static void xen_irq_enable(void)
232 {
233         struct vcpu_info *vcpu;
234
235         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
236            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
237            pointer and updating the mask. */
238         preempt_disable();
239         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
240         vcpu->evtchn_upcall_mask = 0;
241         preempt_enable_no_resched();
242
243         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
244            pending event will get dealt with anyway. */
245
246         barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
247         if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
248                 force_evtchn_callback();
249 }
250
251 static void xen_safe_halt(void)
252 {
253         /* Blocking includes an implicit local_irq_enable(). */
254         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_block, 0) != 0)
255                 BUG();
256 }
257
258 static void xen_halt(void)
259 {
260         if (irqs_disabled())
261                 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, smp_processor_id(), NULL);
262         else
263                 xen_safe_halt();
264 }
265
266 static void xen_leave_lazy(void)
267 {
268         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
269         xen_mc_flush();
270 }
271
272 static unsigned long xen_store_tr(void)
273 {
274         return 0;
275 }
276
277 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
278 {
279         struct mmuext_op *op;
280         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
281
282         op = mcs.args;
283         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
284         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
285         op->arg2.nr_ents = entries;
286
287         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
288
289         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
290 }
291
292 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
293 {
294         unsigned long *frames;
295         unsigned long va = dtr->address;
296         unsigned int size = dtr->size + 1;
297         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
298         int f;
299         struct multicall_space mcs;
300
301         /* A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
302            8-byte entries, or 16 4k pages.. */
303
304         BUG_ON(size > 65536);
305         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
306
307         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*frames) * pages);
308         frames = mcs.args;
309
310         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
311                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
312                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
313         }
314
315         MULTI_set_gdt(mcs.mc, frames, size / sizeof(struct desc_struct));
316
317         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
318 }
319
320 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
321                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
322 {
323         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
324         xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
325         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
326
327         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
328 }
329
330 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
331 {
332         xen_mc_batch();
333
334         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
335         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
336         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
337
338         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
339
340         /*
341          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone,
342          * it means we're in a context switch, and %gs has just been
343          * saved.  This means we can zero it out to prevent faults on
344          * exit from the hypervisor if the next process has no %gs.
345          * Either way, it has been saved, and the new value will get
346          * loaded properly.  This will go away as soon as Xen has been
347          * modified to not save/restore %gs for normal hypercalls.
348          */
349         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU)
350                 loadsegment(gs, 0);
351 }
352
353 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
354                                 const void *ptr)
355 {
356         unsigned long lp = (unsigned long)&dt[entrynum];
357         xmaddr_t mach_lp = virt_to_machine(lp);
358         u64 entry = *(u64 *)ptr;
359
360         preempt_disable();
361
362         xen_mc_flush();
363         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
364                 BUG();
365
366         preempt_enable();
367 }
368
369 static int cvt_gate_to_trap(int vector, u32 low, u32 high,
370                             struct trap_info *info)
371 {
372         u8 type, dpl;
373
374         type = (high >> 8) & 0x1f;
375         dpl = (high >> 13) & 3;
376
377         if (type != 0xf && type != 0xe)
378                 return 0;
379
380         info->vector = vector;
381         info->address = (high & 0xffff0000) | (low & 0x0000ffff);
382         info->cs = low >> 16;
383         info->flags = dpl;
384         /* interrupt gates clear IF */
385         if (type == 0xe)
386                 info->flags |= 4;
387
388         return 1;
389 }
390
391 /* Locations of each CPU's IDT */
392 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
393
394 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
395    also update Xen. */
396 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
397 {
398         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
399         unsigned long start, end;
400
401         preempt_disable();
402
403         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
404         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
405
406         xen_mc_flush();
407
408         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
409
410         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
411                 struct trap_info info[2];
412                 u32 *desc = (u32 *)g;
413
414                 info[1].address = 0;
415
416                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, desc[0], desc[1], &info[0]))
417                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
418                                 BUG();
419         }
420
421         preempt_enable();
422 }
423
424 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
425                                   struct trap_info *traps)
426 {
427         unsigned in, out, count;
428
429         count = (desc->size+1) / 8;
430         BUG_ON(count > 256);
431
432         for (in = out = 0; in < count; in++) {
433                 const u32 *entry = (u32 *)(desc->address + in * 8);
434
435                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry[0], entry[1], &traps[out]))
436                         out++;
437         }
438         traps[out].address = 0;
439 }
440
441 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
442 {
443         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
444
445         xen_convert_trap_info(desc, traps);
446 }
447
448 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
449    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
450    it avoids allocation, and saves stack space). */
451 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
452 {
453         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
454         static struct trap_info traps[257];
455
456         spin_lock(&lock);
457
458         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
459
460         xen_convert_trap_info(desc, traps);
461
462         xen_mc_flush();
463         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
464                 BUG();
465
466         spin_unlock(&lock);
467 }
468
469 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
470    they're handled differently. */
471 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
472                                 const void *desc, int type)
473 {
474         preempt_disable();
475
476         switch (type) {
477         case DESC_LDT:
478         case DESC_TSS:
479                 /* ignore */
480                 break;
481
482         default: {
483                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
484
485                 xen_mc_flush();
486                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
487                         BUG();
488         }
489
490         }
491
492         preempt_enable();
493 }
494
495 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
496                           struct thread_struct *thread)
497 {
498         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
499         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
500         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
501 }
502
503 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
504 {
505         struct physdev_set_iopl set_iopl;
506
507         /* Force the change at ring 0. */
508         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
509         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
510 }
511
512 static void xen_io_delay(void)
513 {
514 }
515
516 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
517 static u32 xen_apic_read(unsigned long reg)
518 {
519         return 0;
520 }
521
522 static void xen_apic_write(unsigned long reg, u32 val)
523 {
524         /* Warn to see if there's any stray references */
525         WARN_ON(1);
526 }
527 #endif
528
529 static void xen_flush_tlb(void)
530 {
531         struct mmuext_op *op;
532         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
533
534         op = mcs.args;
535         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
536         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
537
538         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
539 }
540
541 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
542 {
543         struct mmuext_op *op;
544         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
545
546         op = mcs.args;
547         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
548         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
549         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
550
551         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
552 }
553
554 static void xen_flush_tlb_others(const cpumask_t *cpus, struct mm_struct *mm,
555                                  unsigned long va)
556 {
557         struct {
558                 struct mmuext_op op;
559                 cpumask_t mask;
560         } *args;
561         cpumask_t cpumask = *cpus;
562         struct multicall_space mcs;
563
564         /*
565          * A couple of (to be removed) sanity checks:
566          *
567          * - current CPU must not be in mask
568          * - mask must exist :)
569          */
570         BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
571         BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
572         BUG_ON(!mm);
573
574         /* If a CPU which we ran on has gone down, OK. */
575         cpus_and(cpumask, cpumask, cpu_online_map);
576         if (cpus_empty(cpumask))
577                 return;
578
579         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
580         args = mcs.args;
581         args->mask = cpumask;
582         args->op.arg2.vcpumask = &args->mask;
583
584         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
585                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
586         } else {
587                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
588                 args->op.arg1.linear_addr = va;
589         }
590
591         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
592
593         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
594 }
595
596 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
597 {
598         x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
599 }
600
601 static unsigned long xen_read_cr2(void)
602 {
603         return x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2;
604 }
605
606 static unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
607 {
608         return x86_read_percpu(xen_vcpu_info.arch.cr2);
609 }
610
611 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
612 {
613         /* Just ignore cr4 changes; Xen doesn't allow us to do
614            anything anyway. */
615 }
616
617 static unsigned long xen_read_cr3(void)
618 {
619         return x86_read_percpu(xen_cr3);
620 }
621
622 static void set_current_cr3(void *v)
623 {
624         x86_write_percpu(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
625 }
626
627 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
628 {
629         struct mmuext_op *op;
630         struct multicall_space mcs;
631         unsigned long mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
632
633         BUG_ON(preemptible());
634
635         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));  /* disables interrupts */
636
637         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
638            respect to ipis */
639         x86_write_percpu(xen_cr3, cr3);
640
641         op = mcs.args;
642         op->cmd = MMUEXT_NEW_BASEPTR;
643         op->arg1.mfn = mfn;
644
645         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
646
647         /* Update xen_update_cr3 once the batch has actually
648            been submitted. */
649         xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
650
651         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
652 }
653
654 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
655    everything is pinned. */
656 static __init void xen_alloc_pt_init(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
657 {
658         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
659         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
660 }
661
662 /* Early release_pt assumes that all pts are pinned, since there's
663    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
664 static void xen_release_pt_init(u32 pfn)
665 {
666         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
667 }
668
669 static void pin_pagetable_pfn(unsigned level, unsigned long pfn)
670 {
671         struct mmuext_op op;
672         op.cmd = level;
673         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
674         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
675                 BUG();
676 }
677
678 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
679    attached to a pinned pagetable. */
680 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, u32 pfn, unsigned level)
681 {
682         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
683
684         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
685                 SetPagePinned(page);
686
687                 if (!PageHighMem(page)) {
688                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
689                         pin_pagetable_pfn(level, pfn);
690                 } else
691                         /* make sure there are no stray mappings of
692                            this page */
693                         kmap_flush_unused();
694         }
695 }
696
697 static void xen_alloc_pt(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
698 {
699         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, MMUEXT_PIN_L1_TABLE);
700 }
701
702 static void xen_alloc_pd(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
703 {
704         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, MMUEXT_PIN_L2_TABLE);
705 }
706
707 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
708 static void xen_release_pt(u32 pfn)
709 {
710         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
711
712         if (PagePinned(page)) {
713                 if (!PageHighMem(page)) {
714                         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
715                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
716                 }
717         }
718 }
719
720 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
721 static void *xen_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
722 {
723         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
724
725         if (PagePinned(page))
726                 prot = PAGE_KERNEL_RO;
727
728         if (0 && PageHighMem(page))
729                 printk("mapping highpte %lx type %d prot %s\n",
730                        page_to_pfn(page), type,
731                        (unsigned long)pgprot_val(prot) & _PAGE_RW ? "WRITE" : "READ");
732
733         return kmap_atomic_prot(page, type, prot);
734 }
735 #endif
736
737 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
738 {
739         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
740         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
741                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
742                                pte_val_ma(pte));
743
744         return pte;
745 }
746
747 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
748    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
749 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
750 {
751         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
752
753         xen_set_pte(ptep, pte);
754 }
755
756 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
757 {
758         pgd_t *xen_pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
759
760         /* special set_pte for pagetable initialization */
761         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte_init;
762
763         init_mm.pgd = base;
764         /*
765          * copy top-level of Xen-supplied pagetable into place.  For
766          * !PAE we can use this as-is, but for PAE it is a stand-in
767          * while we copy the pmd pages.
768          */
769         memcpy(base, xen_pgd, PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
770
771         if (PTRS_PER_PMD > 1) {
772                 int i;
773                 /*
774                  * For PAE, need to allocate new pmds, rather than
775                  * share Xen's, since Xen doesn't like pmd's being
776                  * shared between address spaces.
777                  */
778                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++) {
779                         if (pgd_val_ma(xen_pgd[i]) & _PAGE_PRESENT) {
780                                 pmd_t *pmd = (pmd_t *)alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
781
782                                 memcpy(pmd, (void *)pgd_page_vaddr(xen_pgd[i]),
783                                        PAGE_SIZE);
784
785                                 make_lowmem_page_readonly(pmd);
786
787                                 set_pgd(&base[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
788                         } else
789                                 pgd_clear(&base[i]);
790                 }
791         }
792
793         /* make sure zero_page is mapped RO so we can use it in pagetables */
794         make_lowmem_page_readonly(empty_zero_page);
795         make_lowmem_page_readonly(base);
796         /*
797          * Switch to new pagetable.  This is done before
798          * pagetable_init has done anything so that the new pages
799          * added to the table can be prepared properly for Xen.
800          */
801         xen_write_cr3(__pa(base));
802
803         /* Unpin initial Xen pagetable */
804         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
805                           PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base)));
806 }
807
808 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
809 {
810         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
811            (which it hasn't) */
812         pv_mmu_ops.alloc_pt = xen_alloc_pt;
813         pv_mmu_ops.alloc_pd = xen_alloc_pd;
814         pv_mmu_ops.release_pt = xen_release_pt;
815         pv_mmu_ops.release_pd = xen_release_pt;
816         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
817
818         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
819                 /*
820                  * Create a mapping for the shared info page.
821                  * Should be set_fixmap(), but shared_info is a machine
822                  * address with no corresponding pseudo-phys address.
823                  */
824                 set_pte_mfn(fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP),
825                             PFN_DOWN(xen_start_info->shared_info),
826                             PAGE_KERNEL);
827
828                 HYPERVISOR_shared_info =
829                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
830
831         } else
832                 HYPERVISOR_shared_info =
833                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
834
835         /* Actually pin the pagetable down, but we can't set PG_pinned
836            yet because the page structures don't exist yet. */
837         {
838                 unsigned level;
839
840 #ifdef CONFIG_X86_PAE
841                 level = MMUEXT_PIN_L3_TABLE;
842 #else
843                 level = MMUEXT_PIN_L2_TABLE;
844 #endif
845
846                 pin_pagetable_pfn(level, PFN_DOWN(__pa(base)));
847         }
848 }
849
850 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
851 void __init xen_setup_vcpu_info_placement(void)
852 {
853         int cpu;
854
855         for_each_possible_cpu(cpu)
856                 xen_vcpu_setup(cpu);
857
858         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
859            percpu area for all cpus, so make use of it */
860         if (have_vcpu_info_placement) {
861                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
862
863                 pv_irq_ops.save_fl = xen_save_fl_direct;
864                 pv_irq_ops.restore_fl = xen_restore_fl_direct;
865                 pv_irq_ops.irq_disable = xen_irq_disable_direct;
866                 pv_irq_ops.irq_enable = xen_irq_enable_direct;
867                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
868                 pv_cpu_ops.iret = xen_iret_direct;
869         }
870 }
871
872 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
873                           unsigned long addr, unsigned len)
874 {
875         char *start, *end, *reloc;
876         unsigned ret;
877
878         start = end = reloc = NULL;
879
880 #define SITE(op, x)                                                     \
881         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
882         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
883                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
884                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
885                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
886         }                                                               \
887         goto patch_site
888
889         switch (type) {
890                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
891                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
892                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
893                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
894 #undef SITE
895
896         patch_site:
897                 if (start == NULL || (end-start) > len)
898                         goto default_patch;
899
900                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
901
902                 /* Note: because reloc is assigned from something that
903                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
904                    but doesn't know its relationship with start and
905                    end. */
906                 if (reloc > start && reloc < end) {
907                         int reloc_off = reloc - start;
908                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
909                         long delta = start - (char *)addr;
910
911                         *relocp += delta;
912                 }
913                 break;
914
915         default_patch:
916         default:
917                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
918                                              addr, len);
919                 break;
920         }
921
922         return ret;
923 }
924
925 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
926         .paravirt_enabled = 1,
927         .shared_kernel_pmd = 0,
928
929         .name = "Xen",
930 };
931
932 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
933         .patch = xen_patch,
934
935         .banner = xen_banner,
936         .memory_setup = xen_memory_setup,
937         .arch_setup = xen_arch_setup,
938         .post_allocator_init = xen_mark_init_mm_pinned,
939 };
940
941 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
942         .time_init = xen_time_init,
943
944         .set_wallclock = xen_set_wallclock,
945         .get_wallclock = xen_get_wallclock,
946         .get_cpu_khz = xen_cpu_khz,
947         .sched_clock = xen_sched_clock,
948 };
949
950 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
951         .cpuid = xen_cpuid,
952
953         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
954         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
955
956         .clts = native_clts,
957
958         .read_cr0 = native_read_cr0,
959         .write_cr0 = native_write_cr0,
960
961         .read_cr4 = native_read_cr4,
962         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
963         .write_cr4 = xen_write_cr4,
964
965         .wbinvd = native_wbinvd,
966
967         .read_msr = native_read_msr_safe,
968         .write_msr = native_write_msr_safe,
969         .read_tsc = native_read_tsc,
970         .read_pmc = native_read_pmc,
971
972         .iret = (void *)&hypercall_page[__HYPERVISOR_iret],
973         .irq_enable_syscall_ret = NULL,  /* never called */
974
975         .load_tr_desc = paravirt_nop,
976         .set_ldt = xen_set_ldt,
977         .load_gdt = xen_load_gdt,
978         .load_idt = xen_load_idt,
979         .load_tls = xen_load_tls,
980
981         .store_gdt = native_store_gdt,
982         .store_idt = native_store_idt,
983         .store_tr = xen_store_tr,
984
985         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
986         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
987         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
988         .load_sp0 = xen_load_sp0,
989
990         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
991         .io_delay = xen_io_delay,
992
993         .lazy_mode = {
994                 .enter = paravirt_enter_lazy_cpu,
995                 .leave = xen_leave_lazy,
996         },
997 };
998
999 static const struct pv_irq_ops xen_irq_ops __initdata = {
1000         .init_IRQ = xen_init_IRQ,
1001         .save_fl = xen_save_fl,
1002         .restore_fl = xen_restore_fl,
1003         .irq_disable = xen_irq_disable,
1004         .irq_enable = xen_irq_enable,
1005         .safe_halt = xen_safe_halt,
1006         .halt = xen_halt,
1007 };
1008
1009 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
1010 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1011         .apic_write = xen_apic_write,
1012         .apic_write_atomic = xen_apic_write,
1013         .apic_read = xen_apic_read,
1014         .setup_boot_clock = paravirt_nop,
1015         .setup_secondary_clock = paravirt_nop,
1016         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1017 #endif
1018 };
1019
1020 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1021         .pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start,
1022         .pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done,
1023
1024         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1025         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1026
1027         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1028         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1029
1030         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1031         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1032         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1033         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1034
1035         .pte_update = paravirt_nop,
1036         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1037
1038         .alloc_pt = xen_alloc_pt_init,
1039         .release_pt = xen_release_pt_init,
1040         .alloc_pd = xen_alloc_pt_init,
1041         .alloc_pd_clone = paravirt_nop,
1042         .release_pd = xen_release_pt_init,
1043
1044 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
1045         .kmap_atomic_pte = xen_kmap_atomic_pte,
1046 #endif
1047
1048         .set_pte = NULL,        /* see xen_pagetable_setup_* */
1049         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1050         .set_pmd = xen_set_pmd,
1051
1052         .pte_val = xen_pte_val,
1053         .pgd_val = xen_pgd_val,
1054
1055         .make_pte = xen_make_pte,
1056         .make_pgd = xen_make_pgd,
1057
1058 #ifdef CONFIG_X86_PAE
1059         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
1060         .set_pte_present = xen_set_pte_at,
1061         .set_pud = xen_set_pud,
1062         .pte_clear = xen_pte_clear,
1063         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
1064
1065         .make_pmd = xen_make_pmd,
1066         .pmd_val = xen_pmd_val,
1067 #endif  /* PAE */
1068
1069         .activate_mm = xen_activate_mm,
1070         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
1071         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
1072
1073         .lazy_mode = {
1074                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
1075                 .leave = xen_leave_lazy,
1076         },
1077 };
1078
1079 #ifdef CONFIG_SMP
1080 static const struct smp_ops xen_smp_ops __initdata = {
1081         .smp_prepare_boot_cpu = xen_smp_prepare_boot_cpu,
1082         .smp_prepare_cpus = xen_smp_prepare_cpus,
1083         .cpu_up = xen_cpu_up,
1084         .smp_cpus_done = xen_smp_cpus_done,
1085
1086         .smp_send_stop = xen_smp_send_stop,
1087         .smp_send_reschedule = xen_smp_send_reschedule,
1088         .smp_call_function_mask = xen_smp_call_function_mask,
1089 };
1090 #endif  /* CONFIG_SMP */
1091
1092 static void xen_reboot(int reason)
1093 {
1094 #ifdef CONFIG_SMP
1095         smp_send_stop();
1096 #endif
1097
1098         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, reason))
1099                 BUG();
1100 }
1101
1102 static void xen_restart(char *msg)
1103 {
1104         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1105 }
1106
1107 static void xen_emergency_restart(void)
1108 {
1109         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1110 }
1111
1112 static void xen_machine_halt(void)
1113 {
1114         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1115 }
1116
1117 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1118 {
1119         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1120 }
1121
1122 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1123         .restart = xen_restart,
1124         .halt = xen_machine_halt,
1125         .power_off = xen_machine_halt,
1126         .shutdown = xen_machine_halt,
1127         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1128         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1129 };
1130
1131
1132 static void __init xen_reserve_top(void)
1133 {
1134         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1135         struct xen_platform_parameters pp;
1136
1137         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1138                 top = pp.virt_start;
1139
1140         reserve_top_address(-top + 2 * PAGE_SIZE);
1141 }
1142
1143 /* First C function to be called on Xen boot */
1144 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1145 {
1146         pgd_t *pgd;
1147
1148         if (!xen_start_info)
1149                 return;
1150
1151         BUG_ON(memcmp(xen_start_info->magic, "xen-3", 5) != 0);
1152
1153         /* Install Xen paravirt ops */
1154         pv_info = xen_info;
1155         pv_init_ops = xen_init_ops;
1156         pv_time_ops = xen_time_ops;
1157         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1158         pv_irq_ops = xen_irq_ops;
1159         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1160         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
1161
1162         machine_ops = xen_machine_ops;
1163
1164 #ifdef CONFIG_SMP
1165         smp_ops = xen_smp_ops;
1166 #endif
1167
1168         xen_setup_features();
1169
1170         /* Get mfn list */
1171         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1172                 phys_to_machine_mapping = (unsigned long *)xen_start_info->mfn_list;
1173
1174         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1175
1176         init_pg_tables_end = __pa(pgd) + xen_start_info->nr_pt_frames*PAGE_SIZE;
1177
1178         init_mm.pgd = pgd; /* use the Xen pagetables to start */
1179
1180         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1181
1182         x86_write_percpu(xen_cr3, __pa(pgd));
1183         x86_write_percpu(xen_current_cr3, __pa(pgd));
1184
1185 #ifdef CONFIG_SMP
1186         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1187            possible map. */
1188         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1189 #else
1190         /* May as well do it now, since there's no good time to call
1191            it later on UP. */
1192         xen_setup_vcpu_info_placement();
1193 #endif
1194
1195         pv_info.kernel_rpl = 1;
1196         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1197                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1198
1199         /* set the limit of our address space */
1200         xen_reserve_top();
1201
1202         /* set up basic CPUID stuff */
1203         cpu_detect(&new_cpu_data);
1204         new_cpu_data.hard_math = 1;
1205         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1206
1207         /* Poke various useful things into boot_params */
1208         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1209         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1210                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1211         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1212
1213         /* Start the world */
1214         start_kernel();
1215 }