arch/x86/kernel/vmi_32.c

   1 /*
   2  * VMI specific paravirt-ops implementation
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005, VMware, Inc.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  12  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  14  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
  15  * details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20  *
  21  * Send feedback to zach@vmware.com
  22  *
  23  */
  24
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/cpu.h>
  27 #include <linux/bootmem.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <linux/highmem.h>
  30 #include <linux/sched.h>
  31 #include <linux/gfp.h>
  32 #include <asm/vmi.h>
  33 #include <asm/io.h>
  34 #include <asm/fixmap.h>
  35 #include <asm/apicdef.h>
  36 #include <asm/apic.h>
  37 #include <asm/pgalloc.h>
  38 #include <asm/processor.h>
  39 #include <asm/timer.h>
  40 #include <asm/vmi_time.h>
  41 #include <asm/kmap_types.h>
  42 #include <asm/setup.h>
  43
  44 /* Convenient for calling VMI functions indirectly in the ROM */
  45 typedef u32 __attribute__((regparm(1))) (VROMFUNC)(void);
  46 typedef u64 __attribute__((regparm(2))) (VROMLONGFUNC)(int);
  47
  48 #define call_vrom_func(rom,func) \
  49    (((VROMFUNC *)(rom->func))())
  50
  51 #define call_vrom_long_func(rom,func,arg) \
  52    (((VROMLONGFUNC *)(rom->func)) (arg))
  53
  54 static struct vrom_header *vmi_rom;
  55 static int disable_pge;
  56 static int disable_pse;
  57 static int disable_sep;
  58 static int disable_tsc;
  59 static int disable_mtrr;
  60 static int disable_noidle;
  61 static int disable_vmi_timer;
  62
  63 /* Cached VMI operations */
  64 static struct {
  65         void (*cpuid)(void /* non-c */);
  66         void (*_set_ldt)(u32 selector);
  67         void (*set_tr)(u32 selector);
  68         void (*write_idt_entry)(struct desc_struct *, int, u32, u32);
  69         void (*write_gdt_entry)(struct desc_struct *, int, u32, u32);
  70         void (*write_ldt_entry)(struct desc_struct *, int, u32, u32);
  71         void (*set_kernel_stack)(u32 selector, u32 sp0);
  72         void (*allocate_page)(u32, u32, u32, u32, u32);
  73         void (*release_page)(u32, u32);
  74         void (*set_pte)(pte_t, pte_t *, unsigned);
  75         void (*update_pte)(pte_t *, unsigned);
  76         void (*set_linear_mapping)(int, void *, u32, u32);
  77         void (*_flush_tlb)(int);
  78         void (*set_initial_ap_state)(int, int);
  79         void (*halt)(void);
  80         void (*set_lazy_mode)(int mode);
  81 } vmi_ops;
  82
  83 /* Cached VMI operations */
  84 struct vmi_timer_ops vmi_timer_ops;
  85
  86 /*
  87  * VMI patching routines.
  88  */
  89 #define MNEM_CALL 0xe8
  90 #define MNEM_JMP  0xe9
  91 #define MNEM_RET  0xc3
  92
  93 #define IRQ_PATCH_INT_MASK 0
  94 #define IRQ_PATCH_DISABLE  5
  95
  96 static inline void patch_offset(void *insnbuf,
  97                                 unsigned long ip, unsigned long dest)
  98 {
  99         *(unsigned long *)(insnbuf+1) = dest-ip-5;
 100 }
 101
 102 static unsigned patch_internal(int call, unsigned len, void *insnbuf,
 103                                unsigned long ip)
 104 {
 105         u64 reloc;
 106         struct vmi_relocation_info *const rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 107         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, call);
 108         switch(rel->type) {
 109                 case VMI_RELOCATION_CALL_REL:
 110                         BUG_ON(len < 5);
 111                         *(char *)insnbuf = MNEM_CALL;
 112                         patch_offset(insnbuf, ip, (unsigned long)rel->eip);
 113                         return 5;
 114
 115                 case VMI_RELOCATION_JUMP_REL:
 116                         BUG_ON(len < 5);
 117                         *(char *)insnbuf = MNEM_JMP;
 118                         patch_offset(insnbuf, ip, (unsigned long)rel->eip);
 119                         return 5;
 120
 121                 case VMI_RELOCATION_NOP:
 122                         /* obliterate the whole thing */
 123                         return 0;
 124
 125                 case VMI_RELOCATION_NONE:
 126                         /* leave native code in place */
 127                         break;
 128
 129                 default:
 130                         BUG();
 131         }
 132         return len;
 133 }
 134
 135 /*
 136  * Apply patch if appropriate, return length of new instruction
 137  * sequence.  The callee does nop padding for us.
 138  */
 139 static unsigned vmi_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insns,
 140                           unsigned long ip, unsigned len)
 141 {
 142         switch (type) {
 143                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.irq_disable):
 144                         return patch_internal(VMI_CALL_DisableInterrupts, len,
 145                                               insns, ip);
 146                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.irq_enable):
 147                         return patch_internal(VMI_CALL_EnableInterrupts, len,
 148                                               insns, ip);
 149                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.restore_fl):
 150                         return patch_internal(VMI_CALL_SetInterruptMask, len,
 151                                               insns, ip);
 152                 case PARAVIRT_PATCH(pv_irq_ops.save_fl):
 153                         return patch_internal(VMI_CALL_GetInterruptMask, len,
 154                                               insns, ip);
 155                 case PARAVIRT_PATCH(pv_cpu_ops.iret):
 156                         return patch_internal(VMI_CALL_IRET, len, insns, ip);
 157                 case PARAVIRT_PATCH(pv_cpu_ops.irq_enable_sysexit):
 158                         return patch_internal(VMI_CALL_SYSEXIT, len, insns, ip);
 159                 default:
 160                         break;
 161         }
 162         return len;
 163 }
 164
 165 /* CPUID has non-C semantics, and paravirt-ops API doesn't match hardware ISA */
 166 static void vmi_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 167                                unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 168 {
 169         int override = 0;
 170         if (*ax == 1)
 171                 override = 1;
 172         asm volatile ("call *%6"
 173                       : "=a" (*ax),
 174                         "=b" (*bx),
 175                         "=c" (*cx),
 176                         "=d" (*dx)
 177                       : "0" (*ax), "2" (*cx), "r" (vmi_ops.cpuid));
 178         if (override) {
 179                 if (disable_pse)
 180                         *dx &= ~X86_FEATURE_PSE;
 181                 if (disable_pge)
 182                         *dx &= ~X86_FEATURE_PGE;
 183                 if (disable_sep)
 184                         *dx &= ~X86_FEATURE_SEP;
 185                 if (disable_tsc)
 186                         *dx &= ~X86_FEATURE_TSC;
 187                 if (disable_mtrr)
 188                         *dx &= ~X86_FEATURE_MTRR;
 189         }
 190 }
 191
 192 static inline void vmi_maybe_load_tls(struct desc_struct *gdt, int nr, struct desc_struct *new)
 193 {
 194         if (gdt[nr].a != new->a || gdt[nr].b != new->b)
 195                 write_gdt_entry(gdt, nr, new, 0);
 196 }
 197
 198 static void vmi_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 199 {
 200         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 201         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 0, &t->tls_array[0]);
 202         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 1, &t->tls_array[1]);
 203         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 2, &t->tls_array[2]);
 204 }
 205
 206 static void vmi_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 207 {
 208         unsigned cpu = smp_processor_id();
 209         struct desc_struct desc;
 210
 211         pack_descriptor(&desc, (unsigned long)addr,
 212                         entries * sizeof(struct desc_struct) - 1,
 213                         DESC_LDT, 0);
 214         write_gdt_entry(get_cpu_gdt_table(cpu), GDT_ENTRY_LDT, &desc, DESC_LDT);
 215         vmi_ops._set_ldt(entries ? GDT_ENTRY_LDT*sizeof(struct desc_struct) : 0);
 216 }
 217
 218 static void vmi_set_tr(void)
 219 {
 220         vmi_ops.set_tr(GDT_ENTRY_TSS*sizeof(struct desc_struct));
 221 }
 222
 223 static void vmi_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entry, const gate_desc *g)
 224 {
 225         u32 *idt_entry = (u32 *)g;
 226         vmi_ops.write_idt_entry(dt, entry, idt_entry[0], idt_entry[1]);
 227 }
 228
 229 static void vmi_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 230                                 const void *desc, int type)
 231 {
 232         u32 *gdt_entry = (u32 *)desc;
 233         vmi_ops.write_gdt_entry(dt, entry, gdt_entry[0], gdt_entry[1]);
 234 }
 235
 236 static void vmi_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 237                                 const void *desc)
 238 {
 239         u32 *ldt_entry = (u32 *)desc;
 240         vmi_ops.write_ldt_entry(dt, entry, ldt_entry[0], ldt_entry[1]);
 241 }
 242
 243 static void vmi_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 244                                    struct thread_struct *thread)
 245 {
 246         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
 247
 248         /* This can only happen when SEP is enabled, no need to test "SEP"arately */
 249         if (unlikely(tss->x86_tss.ss1 != thread->sysenter_cs)) {
 250                 tss->x86_tss.ss1 = thread->sysenter_cs;
 251                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, thread->sysenter_cs, 0);
 252         }
 253         vmi_ops.set_kernel_stack(__KERNEL_DS, tss->x86_tss.sp0);
 254 }
 255
 256 static void vmi_flush_tlb_user(void)
 257 {
 258         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB);
 259 }
 260
 261 static void vmi_flush_tlb_kernel(void)
 262 {
 263         vmi_ops._flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB | VMI_FLUSH_GLOBAL);
 264 }
 265
 266 /* Stub to do nothing at all; used for delays and unimplemented calls */
 267 static void vmi_nop(void)
 268 {
 269 }
 270
 271 static void vmi_allocate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
 272 {
 273         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L1, 0, 0, 0);
 274 }
 275
 276 static void vmi_allocate_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long pfn)
 277 {
 278         /*
 279          * This call comes in very early, before mem_map is setup.
 280          * It is called only for swapper_pg_dir, which already has
 281          * data on it.
 282          */
 283         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2, 0, 0, 0);
 284 }
 285
 286 static void vmi_allocate_pmd_clone(unsigned long pfn, unsigned long clonepfn, unsigned long start, unsigned long count)
 287 {
 288         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE, clonepfn, start, count);
 289 }
 290
 291 static void vmi_release_pte(unsigned long pfn)
 292 {
 293         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L1);
 294 }
 295
 296 static void vmi_release_pmd(unsigned long pfn)
 297 {
 298         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L2);
 299 }
 300
 301 /*
 302  * We use the pgd_free hook for releasing the pgd page:
 303  */
 304 static void vmi_pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
 305 {
 306         unsigned long pfn = __pa(pgd) >> PAGE_SHIFT;
 307
 308         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L2);
 309 }
 310
 311 /*
 312  * Helper macros for MMU update flags.  We can defer updates until a flush
 313  * or page invalidation only if the update is to the current address space
 314  * (otherwise, there is no flush).  We must check against init_mm, since
 315  * this could be a kernel update, which usually passes init_mm, although
 316  * sometimes this check can be skipped if we know the particular function
 317  * is only called on user mode PTEs.  We could change the kernel to pass
 318  * current->active_mm here, but in particular, I was unsure if changing
 319  * mm/highmem.c to do this would still be correct on other architectures.
 320  */
 321 #define is_current_as(mm, mustbeuser) ((mm) == current->active_mm ||    \
 322                                        (!mustbeuser && (mm) == &init_mm))
 323 #define vmi_flags_addr(mm, addr, level, user)                           \
 324         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 325                 (VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 326 #define vmi_flags_addr_defer(mm, addr, level, user)                     \
 327         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 328                 (VMI_PAGE_DEFER | VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 329
 330 static void vmi_update_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 331 {
 332         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 333 }
 334
 335 static void vmi_update_pte_defer(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 336 {
 337         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 338 }
 339
 340 static void vmi_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 341 {
 342         /* XXX because of set_pmd_pte, this can be called on PT or PD layers */
 343         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, VMI_PAGE_PT);
 344 }
 345
 346 static void vmi_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 347 {
 348         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 349 }
 350
 351 static void vmi_set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmdval)
 352 {
 353 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 354         const pte_t pte = { .pte = pmdval.pmd };
 355 #else
 356         const pte_t pte = { pmdval.pud.pgd.pgd };
 357 #endif
 358         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmdp, VMI_PAGE_PD);
 359 }
 360
 361 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 362
 363 static void vmi_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 364 {
 365         /*
 366          * XXX This is called from set_pmd_pte, but at both PT
 367          * and PD layers so the VMI_PAGE_PT flag is wrong.  But
 368          * it is only called for large page mapping changes,
 369          * the Xen backend, doesn't support large pages, and the
 370          * ESX backend doesn't depend on the flag.
 371          */
 372         set_64bit((unsigned long long *)ptep,pte_val(pteval));
 373         vmi_ops.update_pte(ptep, VMI_PAGE_PT);
 374 }
 375
 376 static void vmi_set_pud(pud_t *pudp, pud_t pudval)
 377 {
 378         /* Um, eww */
 379         const pte_t pte = { .pte = pudval.pgd.pgd };
 380         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pudp, VMI_PAGE_PDP);
 381 }
 382
 383 static void vmi_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 384 {
 385         const pte_t pte = { .pte = 0 };
 386         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 387 }
 388
 389 static void vmi_pmd_clear(pmd_t *pmd)
 390 {
 391         const pte_t pte = { .pte = 0 };
 392         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmd, VMI_PAGE_PD);
 393 }
 394 #endif
 395
 396 #ifdef CONFIG_SMP
 397 static void __devinit
 398 vmi_startup_ipi_hook(int phys_apicid, unsigned long start_eip,
 399                      unsigned long start_esp)
 400 {
 401         struct vmi_ap_state ap;
 402
 403         /* Default everything to zero.  This is fine for most GPRs. */
 404         memset(&ap, 0, sizeof(struct vmi_ap_state));
 405
 406         ap.gdtr_limit = GDT_SIZE - 1;
 407         ap.gdtr_base = (unsigned long) get_cpu_gdt_table(phys_apicid);
 408
 409         ap.idtr_limit = IDT_ENTRIES * 8 - 1;
 410         ap.idtr_base = (unsigned long) idt_table;
 411
 412         ap.ldtr = 0;
 413
 414         ap.cs = __KERNEL_CS;
 415         ap.eip = (unsigned long) start_eip;
 416         ap.ss = __KERNEL_DS;
 417         ap.esp = (unsigned long) start_esp;
 418
 419         ap.ds = __USER_DS;
 420         ap.es = __USER_DS;
 421         ap.fs = __KERNEL_PERCPU;
 422         ap.gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
 423
 424         ap.eflags = 0;
 425
 426 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 427         /* efer should match BSP efer. */
 428         if (cpu_has_nx) {
 429                 unsigned l, h;
 430                 rdmsr(MSR_EFER, l, h);
 431                 ap.efer = (unsigned long long) h << 32 | l;
 432         }
 433 #endif
 434
 435         ap.cr3 = __pa(swapper_pg_dir);
 436         /* Protected mode, paging, AM, WP, NE, MP. */
 437         ap.cr0 = 0x80050023;
 438         ap.cr4 = mmu_cr4_features;
 439         vmi_ops.set_initial_ap_state((u32)&ap, phys_apicid);
 440 }
 441 #endif
 442
 443 static void vmi_start_context_switch(struct task_struct *prev)
 444 {
 445         paravirt_start_context_switch(prev);
 446         vmi_ops.set_lazy_mode(2);
 447 }
 448
 449 static void vmi_end_context_switch(struct task_struct *next)
 450 {
 451         vmi_ops.set_lazy_mode(0);
 452         paravirt_end_context_switch(next);
 453 }
 454
 455 static void vmi_enter_lazy_mmu(void)
 456 {
 457         paravirt_enter_lazy_mmu();
 458         vmi_ops.set_lazy_mode(1);
 459 }
 460
 461 static void vmi_leave_lazy_mmu(void)
 462 {
 463         vmi_ops.set_lazy_mode(0);
 464         paravirt_leave_lazy_mmu();
 465 }
 466
 467 static inline int __init check_vmi_rom(struct vrom_header *rom)
 468 {
 469         struct pci_header *pci;
 470         struct pnp_header *pnp;
 471         const char *manufacturer = "UNKNOWN";
 472         const char *product = "UNKNOWN";
 473         const char *license = "unspecified";
 474
 475         if (rom->rom_signature != 0xaa55)
 476                 return 0;
 477         if (rom->vrom_signature != VMI_SIGNATURE)
 478                 return 0;
 479         if (rom->api_version_maj != VMI_API_REV_MAJOR ||
 480             rom->api_version_min+1 < VMI_API_REV_MINOR+1) {
 481                 printk(KERN_WARNING "VMI: Found mismatched rom version %d.%d\n",
 482                                 rom->api_version_maj,
 483                                 rom->api_version_min);
 484                 return 0;
 485         }
 486
 487         /*
 488          * Relying on the VMI_SIGNATURE field is not 100% safe, so check
 489          * the PCI header and device type to make sure this is really a
 490          * VMI device.
 491          */
 492         if (!rom->pci_header_offs) {
 493                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM does not contain PCI header.\n");
 494                 return 0;
 495         }
 496
 497         pci = (struct pci_header *)((char *)rom+rom->pci_header_offs);
 498         if (pci->vendorID != PCI_VENDOR_ID_VMWARE ||
 499             pci->deviceID != PCI_DEVICE_ID_VMWARE_VMI) {
 500                 /* Allow it to run... anyways, but warn */
 501                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM from unknown manufacturer\n");
 502         }
 503
 504         if (rom->pnp_header_offs) {
 505                 pnp = (struct pnp_header *)((char *)rom+rom->pnp_header_offs);
 506                 if (pnp->manufacturer_offset)
 507                         manufacturer = (const char *)rom+pnp->manufacturer_offset;
 508                 if (pnp->product_offset)
 509                         product = (const char *)rom+pnp->product_offset;
 510         }
 511
 512         if (rom->license_offs)
 513                 license = (char *)rom+rom->license_offs;
 514
 515         printk(KERN_INFO "VMI: Found %s %s, API version %d.%d, ROM version %d.%d\n",
 516                 manufacturer, product,
 517                 rom->api_version_maj, rom->api_version_min,
 518                 pci->rom_version_maj, pci->rom_version_min);
 519
 520         /* Don't allow BSD/MIT here for now because we don't want to end up
 521            with any binary only shim layers */
 522         if (strcmp(license, "GPL") && strcmp(license, "GPL v2")) {
 523                 printk(KERN_WARNING "VMI: Non GPL license `%s' found for ROM. Not used.\n",
 524                         license);
 525                 return 0;
 526         }
 527
 528         return 1;
 529 }
 530
 531 /*
 532  * Probe for the VMI option ROM
 533  */
 534 static inline int __init probe_vmi_rom(void)
 535 {
 536         unsigned long base;
 537
 538         /* VMI ROM is in option ROM area, check signature */
 539         for (base = 0xC0000; base < 0xE0000; base += 2048) {
 540                 struct vrom_header *romstart;
 541                 romstart = (struct vrom_header *)isa_bus_to_virt(base);
 542                 if (check_vmi_rom(romstart)) {
 543                         vmi_rom = romstart;
 544                         return 1;
 545                 }
 546         }
 547         return 0;
 548 }
 549
 550 /*
 551  * VMI setup common to all processors
 552  */
 553 void vmi_bringup(void)
 554 {
 555         /* We must establish the lowmem mapping for MMU ops to work */
 556         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
 557                 vmi_ops.set_linear_mapping(0, (void *)__PAGE_OFFSET, MAXMEM_PFN, 0);
 558 }
 559
 560 /*
 561  * Return a pointer to a VMI function or NULL if unimplemented
 562  */
 563 static void *vmi_get_function(int vmicall)
 564 {
 565         u64 reloc;
 566         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 567         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, vmicall);
 568         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);
 569         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)
 570                 return (void *)rel->eip;
 571         else
 572                 return NULL;
 573 }
 574
 575 /*
 576  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 577  * For unimplemented operations, fall back to default, unless nop
 578  * is returned by the ROM.
 579  */
 580 #define para_fill(opname, vmicall)                              \
 581 do {                                                            \
 582         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 583                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 584         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)               \
 585                 opname = (void *)rel->eip;                      \
 586         else if (rel->type == VMI_RELOCATION_NOP)               \
 587                 opname = (void *)vmi_nop;                       \
 588         else if (rel->type != VMI_RELOCATION_NONE)              \
 589                 printk(KERN_WARNING "VMI: Unknown relocation "  \
 590                                     "type %d for " #vmicall"\n",\
 591                                         rel->type);             \
 592 } while (0)
 593
 594 /*
 595  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 596  * For cached operations which do not match the VMI ROM ABI and must
 597  * go through a tranlation stub.  Ignore NOPs, since it is not clear
 598  * a NOP * VMI function corresponds to a NOP paravirt-op when the
 599  * functions are not in 1-1 correspondence.
 600  */
 601 #define para_wrap(opname, wrapper, cache, vmicall)              \
 602 do {                                                            \
 603         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 604                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 605         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);           \
 606         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL) {             \
 607                 opname = wrapper;                               \
 608                 vmi_ops.cache = (void *)rel->eip;               \
 609         }                                                       \
 610 } while (0)
 611
 612 /*
 613  * Activate the VMI interface and switch into paravirtualized mode
 614  */
 615 static inline int __init activate_vmi(void)
 616 {
 617         short kernel_cs;
 618         u64 reloc;
 619         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 620
 621         /*
 622          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even if
 623          * CONFIG_HIGHPTE is enabled.
 624          */
 625         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
 626
 627         if (call_vrom_func(vmi_rom, vmi_init) != 0) {
 628                 printk(KERN_ERR "VMI ROM failed to initialize!");
 629                 return 0;
 630         }
 631         savesegment(cs, kernel_cs);
 632
 633         pv_info.paravirt_enabled = 1;
 634         pv_info.kernel_rpl = kernel_cs & SEGMENT_RPL_MASK;
 635         pv_info.name = "vmi [deprecated]";
 636
 637         pv_init_ops.patch = vmi_patch;
 638
 639         /*
 640          * Many of these operations are ABI compatible with VMI.
 641          * This means we can fill in the paravirt-ops with direct
 642          * pointers into the VMI ROM.  If the calling convention for
 643          * these operations changes, this code needs to be updated.
 644          *
 645          * Exceptions
 646          *  CPUID paravirt-op uses pointers, not the native ISA
 647          *  halt has no VMI equivalent; all VMI halts are "safe"
 648          *  no MSR support yet - just trap and emulate.  VMI uses the
 649          *    same ABI as the native ISA, but Linux wants exceptions
 650          *    from bogus MSR read / write handled
 651          *  rdpmc is not yet used in Linux
 652          */
 653
 654         /* CPUID is special, so very special it gets wrapped like a present */
 655         para_wrap(pv_cpu_ops.cpuid, vmi_cpuid, cpuid, CPUID);
 656
 657         para_fill(pv_cpu_ops.clts, CLTS);
 658         para_fill(pv_cpu_ops.get_debugreg, GetDR);
 659         para_fill(pv_cpu_ops.set_debugreg, SetDR);
 660         para_fill(pv_cpu_ops.read_cr0, GetCR0);
 661         para_fill(pv_mmu_ops.read_cr2, GetCR2);
 662         para_fill(pv_mmu_ops.read_cr3, GetCR3);
 663         para_fill(pv_cpu_ops.read_cr4, GetCR4);
 664         para_fill(pv_cpu_ops.write_cr0, SetCR0);
 665         para_fill(pv_mmu_ops.write_cr2, SetCR2);
 666         para_fill(pv_mmu_ops.write_cr3, SetCR3);
 667         para_fill(pv_cpu_ops.write_cr4, SetCR4);
 668
 669         para_fill(pv_irq_ops.save_fl.func, GetInterruptMask);
 670         para_fill(pv_irq_ops.restore_fl.func, SetInterruptMask);
 671         para_fill(pv_irq_ops.irq_disable.func, DisableInterrupts);
 672         para_fill(pv_irq_ops.irq_enable.func, EnableInterrupts);
 673
 674         para_fill(pv_cpu_ops.wbinvd, WBINVD);
 675         para_fill(pv_cpu_ops.read_tsc, RDTSC);
 676
 677         /* The following we emulate with trap and emulate for now */
 678         /* paravirt_ops.read_msr = vmi_rdmsr */
 679         /* paravirt_ops.write_msr = vmi_wrmsr */
 680         /* paravirt_ops.rdpmc = vmi_rdpmc */
 681
 682         /* TR interface doesn't pass TR value, wrap */
 683         para_wrap(pv_cpu_ops.load_tr_desc, vmi_set_tr, set_tr, SetTR);
 684
 685         /* LDT is special, too */
 686         para_wrap(pv_cpu_ops.set_ldt, vmi_set_ldt, _set_ldt, SetLDT);
 687
 688         para_fill(pv_cpu_ops.load_gdt, SetGDT);
 689         para_fill(pv_cpu_ops.load_idt, SetIDT);
 690         para_fill(pv_cpu_ops.store_gdt, GetGDT);
 691         para_fill(pv_cpu_ops.store_idt, GetIDT);
 692         para_fill(pv_cpu_ops.store_tr, GetTR);
 693         pv_cpu_ops.load_tls = vmi_load_tls;
 694         para_wrap(pv_cpu_ops.write_ldt_entry, vmi_write_ldt_entry,
 695                   write_ldt_entry, WriteLDTEntry);
 696         para_wrap(pv_cpu_ops.write_gdt_entry, vmi_write_gdt_entry,
 697                   write_gdt_entry, WriteGDTEntry);
 698         para_wrap(pv_cpu_ops.write_idt_entry, vmi_write_idt_entry,
 699                   write_idt_entry, WriteIDTEntry);
 700         para_wrap(pv_cpu_ops.load_sp0, vmi_load_sp0, set_kernel_stack, UpdateKernelStack);
 701         para_fill(pv_cpu_ops.set_iopl_mask, SetIOPLMask);
 702         para_fill(pv_cpu_ops.io_delay, IODelay);
 703
 704         para_wrap(pv_cpu_ops.start_context_switch, vmi_start_context_switch,
 705                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 706         para_wrap(pv_cpu_ops.end_context_switch, vmi_end_context_switch,
 707                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 708
 709         para_wrap(pv_mmu_ops.lazy_mode.enter, vmi_enter_lazy_mmu,
 710                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 711         para_wrap(pv_mmu_ops.lazy_mode.leave, vmi_leave_lazy_mmu,
 712                   set_lazy_mode, SetLazyMode);
 713
 714         /* user and kernel flush are just handled with different flags to FlushTLB */
 715         para_wrap(pv_mmu_ops.flush_tlb_user, vmi_flush_tlb_user, _flush_tlb, FlushTLB);
 716         para_wrap(pv_mmu_ops.flush_tlb_kernel, vmi_flush_tlb_kernel, _flush_tlb, FlushTLB);
 717         para_fill(pv_mmu_ops.flush_tlb_single, InvalPage);
 718
 719         /*
 720          * Until a standard flag format can be agreed on, we need to
 721          * implement these as wrappers in Linux.  Get the VMI ROM
 722          * function pointers for the two backend calls.
 723          */
 724 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 725         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxELong);
 726         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxELong);
 727 #else
 728         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxE);
 729         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxE);
 730 #endif
 731
 732         if (vmi_ops.set_pte) {
 733                 pv_mmu_ops.set_pte = vmi_set_pte;
 734                 pv_mmu_ops.set_pte_at = vmi_set_pte_at;
 735                 pv_mmu_ops.set_pmd = vmi_set_pmd;
 736 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 737                 pv_mmu_ops.set_pte_atomic = vmi_set_pte_atomic;
 738                 pv_mmu_ops.set_pud = vmi_set_pud;
 739                 pv_mmu_ops.pte_clear = vmi_pte_clear;
 740                 pv_mmu_ops.pmd_clear = vmi_pmd_clear;
 741 #endif
 742         }
 743
 744         if (vmi_ops.update_pte) {
 745                 pv_mmu_ops.pte_update = vmi_update_pte;
 746                 pv_mmu_ops.pte_update_defer = vmi_update_pte_defer;
 747         }
 748
 749         vmi_ops.allocate_page = vmi_get_function(VMI_CALL_AllocatePage);
 750         if (vmi_ops.allocate_page) {
 751                 pv_mmu_ops.alloc_pte = vmi_allocate_pte;
 752                 pv_mmu_ops.alloc_pmd = vmi_allocate_pmd;
 753                 pv_mmu_ops.alloc_pmd_clone = vmi_allocate_pmd_clone;
 754         }
 755
 756         vmi_ops.release_page = vmi_get_function(VMI_CALL_ReleasePage);
 757         if (vmi_ops.release_page) {
 758                 pv_mmu_ops.release_pte = vmi_release_pte;
 759                 pv_mmu_ops.release_pmd = vmi_release_pmd;
 760                 pv_mmu_ops.pgd_free = vmi_pgd_free;
 761         }
 762
 763         /* Set linear is needed in all cases */
 764         vmi_ops.set_linear_mapping = vmi_get_function(VMI_CALL_SetLinearMapping);
 765
 766         /*
 767          * These MUST always be patched.  Don't support indirect jumps
 768          * through these operations, as the VMI interface may use either
 769          * a jump or a call to get to these operations, depending on
 770          * the backend.  They are performance critical anyway, so requiring
 771          * a patch is not a big problem.
 772          */
 773         pv_cpu_ops.irq_enable_sysexit = (void *)0xfeedbab0;
 774         pv_cpu_ops.iret = (void *)0xbadbab0;
 775
 776 #ifdef CONFIG_SMP
 777         para_wrap(pv_apic_ops.startup_ipi_hook, vmi_startup_ipi_hook, set_initial_ap_state, SetInitialAPState);
 778 #endif
 779
 780 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 781        para_fill(apic->read, APICRead);
 782        para_fill(apic->write, APICWrite);
 783 #endif
 784
 785         /*
 786          * Check for VMI timer functionality by probing for a cycle frequency method
 787          */
 788         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, VMI_CALL_GetCycleFrequency);
 789         if (!disable_vmi_timer && rel->type != VMI_RELOCATION_NONE) {
 790                 vmi_timer_ops.get_cycle_frequency = (void *)rel->eip;
 791                 vmi_timer_ops.get_cycle_counter =
 792                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetCycleCounter);
 793                 vmi_timer_ops.get_wallclock =
 794                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetWallclockTime);
 795                 vmi_timer_ops.wallclock_updated =
 796                         vmi_get_function(VMI_CALL_WallclockUpdated);
 797                 vmi_timer_ops.set_alarm = vmi_get_function(VMI_CALL_SetAlarm);
 798                 vmi_timer_ops.cancel_alarm =
 799                          vmi_get_function(VMI_CALL_CancelAlarm);
 800                 x86_init.timers.timer_init = vmi_time_init;
 801 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 802                 x86_init.timers.setup_percpu_clockev = vmi_time_bsp_init;
 803                 x86_cpuinit.setup_percpu_clockev = vmi_time_ap_init;
 804 #endif
 805                 pv_time_ops.sched_clock = vmi_sched_clock;
 806                 x86_platform.calibrate_tsc = vmi_tsc_khz;
 807                 x86_platform.get_wallclock = vmi_get_wallclock;
 808                 x86_platform.set_wallclock = vmi_set_wallclock;
 809
 810                 /* We have true wallclock functions; disable CMOS clock sync */
 811                 no_sync_cmos_clock = 1;
 812         } else {
 813                 disable_noidle = 1;
 814                 disable_vmi_timer = 1;
 815         }
 816
 817         para_fill(pv_irq_ops.safe_halt, Halt);
 818
 819         /*
 820          * Alternative instruction rewriting doesn't happen soon enough
 821          * to convert VMI_IRET to a call instead of a jump; so we have
 822          * to do this before IRQs get reenabled.  Fortunately, it is
 823          * idempotent.
 824          */
 825         apply_paravirt(__parainstructions, __parainstructions_end);
 826
 827         vmi_bringup();
 828
 829         return 1;
 830 }
 831
 832 #undef para_fill
 833
 834 void __init vmi_init(void)
 835 {
 836         if (!vmi_rom)
 837                 probe_vmi_rom();
 838         else
 839                 check_vmi_rom(vmi_rom);
 840
 841         /* In case probing for or validating the ROM failed, basil */
 842         if (!vmi_rom)
 843                 return;
 844
 845         reserve_top_address(-vmi_rom->virtual_top);
 846
 847 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 848         /* This is virtual hardware; timer routing is wired correctly */
 849         no_timer_check = 1;
 850 #endif
 851 }
 852
 853 void __init vmi_activate(void)
 854 {
 855         unsigned long flags;
 856
 857         if (!vmi_rom)
 858                 return;
 859
 860         local_irq_save(flags);
 861         activate_vmi();
 862         local_irq_restore(flags & X86_EFLAGS_IF);
 863 }
 864
 865 static int __init parse_vmi(char *arg)
 866 {
 867         if (!arg)
 868                 return -EINVAL;
 869
 870         if (!strcmp(arg, "disable_pge")) {
 871                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PGE);
 872                 disable_pge = 1;
 873         } else if (!strcmp(arg, "disable_pse")) {
 874                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PSE);
 875                 disable_pse = 1;
 876         } else if (!strcmp(arg, "disable_sep")) {
 877                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_SEP);
 878                 disable_sep = 1;
 879         } else if (!strcmp(arg, "disable_tsc")) {
 880                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_TSC);
 881                 disable_tsc = 1;
 882         } else if (!strcmp(arg, "disable_mtrr")) {
 883                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_MTRR);
 884                 disable_mtrr = 1;
 885         } else if (!strcmp(arg, "disable_timer")) {
 886                 disable_vmi_timer = 1;
 887                 disable_noidle = 1;
 888         } else if (!strcmp(arg, "disable_noidle"))
 889                 disable_noidle = 1;
 890         return 0;
 891 }
 892
 893 early_param("vmi", parse_vmi);