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  69  * out of date, but it will never be set early).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 struct shared_info xen_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 *)&xen_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 == &xen_dummy_shared_info);
 108         per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
 109
 110         if (!have_vcpu_info_placement)
 111                 return;         /* already tested, not available */
 112
 113         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
 114
 115         info.mfn = virt_to_mfn(vcpup);
 116         info.offset = offset_in_page(vcpup);
 117
 118         printk(KERN_DEBUG "trying to map vcpu_info %d at %p, mfn %llx, offset %d\n",
 119                cpu, vcpup, info.mfn, info.offset);
 120
 121         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
 122            structure where we want it, which allows direct access via
 123            a percpu-variable. */
 124         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
 125
 126         if (err) {
 127                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
 128                 have_vcpu_info_placement = 0;
 129         } else {
 130                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
 131                    later ones fail to. */
 132                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
 133
 134                 printk(KERN_DEBUG "cpu %d using vcpu_info at %p\n",
 135                        cpu, vcpup);
 136         }
 137 }
 138
 139 static void __init xen_banner(void)
 140 {
 141         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
 142                pv_info.name);
 143         printk(KERN_INFO "Hypervisor signature: %s\n", xen_start_info->magic);
 144 }
 145
 146 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
 147                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
 148 {
 149         unsigned maskedx = ~0;
 150
 151         /*
 152          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
 153          * unsupported kernel subsystems as possible.
 154          */
 155         if (*ax == 1)
 156                 maskedx = ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable APIC */
 157                             (1 << X86_FEATURE_ACPI) |  /* disable ACPI */
 158                             (1 << X86_FEATURE_MCE)  |  /* disable MCE */
 159                             (1 << X86_FEATURE_MCA)  |  /* disable MCA */
 160                             (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
 161
 162         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
 163                 : "=a" (*ax),
 164                   "=b" (*bx),
 165                   "=c" (*cx),
 166                   "=d" (*dx)
 167                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
 168         *dx &= maskedx;
 169 }
 170
 171 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
 172 {
 173         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
 174 }
 175
 176 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
 177 {
 178         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
 179 }
 180
 181 static unsigned long xen_save_fl(void)
 182 {
 183         struct vcpu_info *vcpu;
 184         unsigned long flags;
 185
 186         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
 187
 188         /* flag has opposite sense of mask */
 189         flags = !vcpu->evtchn_upcall_mask;
 190
 191         /* convert to IF type flag
 192            -0 -> 0x00000000
 193            -1 -> 0xffffffff
 194         */
 195         return (-flags) & X86_EFLAGS_IF;
 196 }
 197
 198 static void xen_restore_fl(unsigned long flags)
 199 {
 200         struct vcpu_info *vcpu;
 201
 202         /* convert from IF type flag */
 203         flags = !(flags & X86_EFLAGS_IF);
 204
 205         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
 206            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
 207            pointer and updating the mask. */
 208         preempt_disable();
 209         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
 210         vcpu->evtchn_upcall_mask = flags;
 211         preempt_enable_no_resched();
 212
 213         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
 214            pending event will get dealt with anyway. */
 215
 216         if (flags == 0) {
 217                 preempt_check_resched();
 218                 barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
 219                 if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
 220                         force_evtchn_callback();
 221         }
 222 }
 223
 224 static void xen_irq_disable(void)
 225 {
 226         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
 227            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
 228            pointer and updating the mask. */
 229         preempt_disable();
 230         x86_read_percpu(xen_vcpu)->evtchn_upcall_mask = 1;
 231         preempt_enable_no_resched();
 232 }
 233
 234 static void xen_irq_enable(void)
 235 {
 236         struct vcpu_info *vcpu;
 237
 238         /* We don't need to worry about being preempted here, since
 239            either a) interrupts are disabled, so no preemption, or b)
 240            the caller is confused and is trying to re-enable interrupts
 241            on an indeterminate processor. */
 242
 243         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
 244         vcpu->evtchn_upcall_mask = 0;
 245
 246         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
 247            pending event will get dealt with anyway. */
 248
 249         barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
 250         if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
 251                 force_evtchn_callback();
 252 }
 253
 254 static void xen_safe_halt(void)
 255 {
 256         /* Blocking includes an implicit local_irq_enable(). */
 257         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_block, NULL) != 0)
 258                 BUG();
 259 }
 260
 261 static void xen_halt(void)
 262 {
 263         if (irqs_disabled())
 264                 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, smp_processor_id(), NULL);
 265         else
 266                 xen_safe_halt();
 267 }
 268
 269 static void xen_leave_lazy(void)
 270 {
 271         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
 272         xen_mc_flush();
 273 }
 274
 275 static unsigned long xen_store_tr(void)
 276 {
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 281 {
 282         struct mmuext_op *op;
 283         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 284
 285         op = mcs.args;
 286         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
 287         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
 288         op->arg2.nr_ents = entries;
 289
 290         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 291
 292         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 293 }
 294
 295 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
 296 {
 297         unsigned long *frames;
 298         unsigned long va = dtr->address;
 299         unsigned int size = dtr->size + 1;
 300         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 301         int f;
 302         struct multicall_space mcs;
 303
 304         /* A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
 305            8-byte entries, or 16 4k pages.. */
 306
 307         BUG_ON(size > 65536);
 308         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
 309
 310         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*frames) * pages);
 311         frames = mcs.args;
 312
 313         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
 314                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
 315                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
 316         }
 317
 318         MULTI_set_gdt(mcs.mc, frames, size / sizeof(struct desc_struct));
 319
 320         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 321 }
 322
 323 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
 324                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
 325 {
 326         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 327         xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
 328         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
 329
 330         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
 331 }
 332
 333 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 334 {
 335         xen_mc_batch();
 336
 337         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
 338         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
 339         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
 340
 341         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 342
 343         /*
 344          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone,
 345          * it means we're in a context switch, and %gs has just been
 346          * saved.  This means we can zero it out to prevent faults on
 347          * exit from the hypervisor if the next process has no %gs.
 348          * Either way, it has been saved, and the new value will get
 349          * loaded properly.  This will go away as soon as Xen has been
 350          * modified to not save/restore %gs for normal hypercalls.
 351          */
 352         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU)
 353                 loadsegment(gs, 0);
 354 }
 355
 356 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
 357                                 const void *ptr)
 358 {
 359         unsigned long lp = (unsigned long)&dt[entrynum];
 360         xmaddr_t mach_lp = virt_to_machine(lp);
 361         u64 entry = *(u64 *)ptr;
 362
 363         preempt_disable();
 364
 365         xen_mc_flush();
 366         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
 367                 BUG();
 368
 369         preempt_enable();
 370 }
 371
 372 static int cvt_gate_to_trap(int vector, u32 low, u32 high,
 373                             struct trap_info *info)
 374 {
 375         u8 type, dpl;
 376
 377         type = (high >> 8) & 0x1f;
 378         dpl = (high >> 13) & 3;
 379
 380         if (type != 0xf && type != 0xe)
 381                 return 0;
 382
 383         info->vector = vector;
 384         info->address = (high & 0xffff0000) | (low & 0x0000ffff);
 385         info->cs = low >> 16;
 386         info->flags = dpl;
 387         /* interrupt gates clear IF */
 388         if (type == 0xe)
 389                 info->flags |= 4;
 390
 391         return 1;
 392 }
 393
 394 /* Locations of each CPU's IDT */
 395 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
 396
 397 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
 398    also update Xen. */
 399 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
 400 {
 401         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
 402         unsigned long start, end;
 403
 404         preempt_disable();
 405
 406         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
 407         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
 408
 409         xen_mc_flush();
 410
 411         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
 412
 413         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
 414                 struct trap_info info[2];
 415                 u32 *desc = (u32 *)g;
 416
 417                 info[1].address = 0;
 418
 419                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, desc[0], desc[1], &info[0]))
 420                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
 421                                 BUG();
 422         }
 423
 424         preempt_enable();
 425 }
 426
 427 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
 428                                   struct trap_info *traps)
 429 {
 430         unsigned in, out, count;
 431
 432         count = (desc->size+1) / 8;
 433         BUG_ON(count > 256);
 434
 435         for (in = out = 0; in < count; in++) {
 436                 const u32 *entry = (u32 *)(desc->address + in * 8);
 437
 438                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry[0], entry[1], &traps[out]))
 439                         out++;
 440         }
 441         traps[out].address = 0;
 442 }
 443
 444 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
 445 {
 446         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
 447
 448         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 449 }
 450
 451 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
 452    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
 453    it avoids allocation, and saves stack space). */
 454 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
 455 {
 456         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
 457         static struct trap_info traps[257];
 458
 459         spin_lock(&lock);
 460
 461         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
 462
 463         xen_convert_trap_info(desc, traps);
 464
 465         xen_mc_flush();
 466         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
 467                 BUG();
 468
 469         spin_unlock(&lock);
 470 }
 471
 472 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
 473    they're handled differently. */
 474 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
 475                                 const void *desc, int type)
 476 {
 477         preempt_disable();
 478
 479         switch (type) {
 480         case DESC_LDT:
 481         case DESC_TSS:
 482                 /* ignore */
 483                 break;
 484
 485         default: {
 486                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
 487
 488                 xen_mc_flush();
 489                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
 490                         BUG();
 491         }
 492
 493         }
 494
 495         preempt_enable();
 496 }
 497
 498 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
 499                           struct thread_struct *thread)
 500 {
 501         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
 502         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
 503         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 504 }
 505
 506 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
 507 {
 508         struct physdev_set_iopl set_iopl;
 509
 510         /* Force the change at ring 0. */
 511         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
 512         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
 513 }
 514
 515 static void xen_io_delay(void)
 516 {
 517 }
 518
 519 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 520 static u32 xen_apic_read(unsigned long reg)
 521 {
 522         return 0;
 523 }
 524
 525 static void xen_apic_write(unsigned long reg, u32 val)
 526 {
 527         /* Warn to see if there's any stray references */
 528         WARN_ON(1);
 529 }
 530 #endif
 531
 532 static void xen_flush_tlb(void)
 533 {
 534         struct mmuext_op *op;
 535         struct multicall_space mcs;
 536
 537         preempt_disable();
 538
 539         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 540
 541         op = mcs.args;
 542         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
 543         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 544
 545         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 546
 547         preempt_enable();
 548 }
 549
 550 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
 551 {
 552         struct mmuext_op *op;
 553         struct multicall_space mcs;
 554
 555         preempt_disable();
 556
 557         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
 558         op = mcs.args;
 559         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
 560         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
 561         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 562
 563         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 564
 565         preempt_enable();
 566 }
 567
 568 static void xen_flush_tlb_others(const cpumask_t *cpus, struct mm_struct *mm,
 569                                  unsigned long va)
 570 {
 571         struct {
 572                 struct mmuext_op op;
 573                 cpumask_t mask;
 574         } *args;
 575         cpumask_t cpumask = *cpus;
 576         struct multicall_space mcs;
 577
 578         /*
 579          * A couple of (to be removed) sanity checks:
 580          *
 581          * - current CPU must not be in mask
 582          * - mask must exist :)
 583          */
 584         BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
 585         BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
 586         BUG_ON(!mm);
 587
 588         /* If a CPU which we ran on has gone down, OK. */
 589         cpus_and(cpumask, cpumask, cpu_online_map);
 590         if (cpus_empty(cpumask))
 591                 return;
 592
 593         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
 594         args = mcs.args;
 595         args->mask = cpumask;
 596         args->op.arg2.vcpumask = &args->mask;
 597
 598         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
 599                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
 600         } else {
 601                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
 602                 args->op.arg1.linear_addr = va;
 603         }
 604
 605         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 606
 607         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
 608 }
 609
 610 static void xen_clts(void)
 611 {
 612         struct multicall_space mcs;
 613
 614         mcs = xen_mc_entry(0);
 615
 616         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
 617
 618         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 619 }
 620
 621 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
 622 {
 623         struct multicall_space mcs;
 624
 625         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
 626            ignored. */
 627         mcs = xen_mc_entry(0);
 628
 629         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
 630
 631         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
 632 }
 633
 634 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
 635 {
 636         x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
 637 }
 638
 639 static unsigned long xen_read_cr2(void)
 640 {
 641         return x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2;
 642 }
 643
 644 static unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
 645 {
 646         return x86_read_percpu(xen_vcpu_info.arch.cr2);
 647 }
 648
 649 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
 650 {
 651         cr4 &= ~X86_CR4_PGE;
 652         cr4 &= ~X86_CR4_PSE;
 653
 654         native_write_cr4(cr4);
 655 }
 656
 657 static unsigned long xen_read_cr3(void)
 658 {
 659         return x86_read_percpu(xen_cr3);
 660 }
 661
 662 static void set_current_cr3(void *v)
 663 {
 664         x86_write_percpu(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
 665 }
 666
 667 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
 668 {
 669         struct mmuext_op *op;
 670         struct multicall_space mcs;
 671         unsigned long mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
 672
 673         BUG_ON(preemptible());
 674
 675         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));  /* disables interrupts */
 676
 677         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
 678            respect to ipis */
 679         x86_write_percpu(xen_cr3, cr3);
 680
 681         op = mcs.args;
 682         op->cmd = MMUEXT_NEW_BASEPTR;
 683         op->arg1.mfn = mfn;
 684
 685         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
 686
 687         /* Update xen_update_cr3 once the batch has actually
 688            been submitted. */
 689         xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
 690
 691         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
 692 }
 693
 694 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
 695    everything is pinned. */
 696 static __init void xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 697 {
 698 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 699         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
 700 #endif
 701         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 702 }
 703
 704 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
 705    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
 706 static void xen_release_pte_init(u32 pfn)
 707 {
 708         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 709 }
 710
 711 static void pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
 712 {
 713         struct mmuext_op op;
 714         op.cmd = cmd;
 715         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 716         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
 717                 BUG();
 718 }
 719
 720 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
 721    attached to a pinned pagetable. */
 722 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, u32 pfn, unsigned level)
 723 {
 724         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 725
 726         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
 727                 SetPagePinned(page);
 728
 729                 if (!PageHighMem(page)) {
 730                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 731                         if (level == PT_PTE)
 732                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
 733                 } else
 734                         /* make sure there are no stray mappings of
 735                            this page */
 736                         kmap_flush_unused();
 737         }
 738 }
 739
 740 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 741 {
 742         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
 743 }
 744
 745 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
 746 {
 747         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
 748 }
 749
 750 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
 751 static void xen_release_ptpage(u32 pfn, unsigned level)
 752 {
 753         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 754
 755         if (PagePinned(page)) {
 756                 if (!PageHighMem(page)) {
 757                         if (level == PT_PTE)
 758                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
 759                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
 760                 }
 761                 ClearPagePinned(page);
 762         }
 763 }
 764
 765 static void xen_release_pte(u32 pfn)
 766 {
 767         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
 768 }
 769
 770 static void xen_release_pmd(u32 pfn)
 771 {
 772         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
 773 }
 774
 775 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 776 static void *xen_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
 777 {
 778         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
 779
 780         if (PagePinned(page))
 781                 prot = PAGE_KERNEL_RO;
 782
 783         if (0 && PageHighMem(page))
 784                 printk("mapping highpte %lx type %d prot %s\n",
 785                        page_to_pfn(page), type,
 786                        (unsigned long)pgprot_val(prot) & _PAGE_RW ? "WRITE" : "READ");
 787
 788         return kmap_atomic_prot(page, type, prot);
 789 }
 790 #endif
 791
 792 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 793 {
 794         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
 795         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
 796                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
 797                                pte_val_ma(pte));
 798
 799         return pte;
 800 }
 801
 802 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
 803    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
 804 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
 805 {
 806         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
 807
 808         xen_set_pte(ptep, pte);
 809 }
 810
 811 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
 812 {
 813         pgd_t *xen_pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
 814         int i;
 815
 816         /* special set_pte for pagetable initialization */
 817         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte_init;
 818
 819         init_mm.pgd = base;
 820         /*
 821          * copy top-level of Xen-supplied pagetable into place.  This
 822          * is a stand-in while we copy the pmd pages.
 823          */
 824         memcpy(base, xen_pgd, PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
 825
 826         /*
 827          * For PAE, need to allocate new pmds, rather than
 828          * share Xen's, since Xen doesn't like pmd's being
 829          * shared between address spaces.
 830          */
 831         for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++) {
 832                 if (pgd_val_ma(xen_pgd[i]) & _PAGE_PRESENT) {
 833                         pmd_t *pmd = (pmd_t *)alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 834
 835                         memcpy(pmd, (void *)pgd_page_vaddr(xen_pgd[i]),
 836                                PAGE_SIZE);
 837
 838                         make_lowmem_page_readonly(pmd);
 839
 840                         set_pgd(&base[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
 841                 } else
 842                         pgd_clear(&base[i]);
 843         }
 844
 845         /* make sure zero_page is mapped RO so we can use it in pagetables */
 846         make_lowmem_page_readonly(empty_zero_page);
 847         make_lowmem_page_readonly(base);
 848         /*
 849          * Switch to new pagetable.  This is done before
 850          * pagetable_init has done anything so that the new pages
 851          * added to the table can be prepared properly for Xen.
 852          */
 853         xen_write_cr3(__pa(base));
 854
 855         /* Unpin initial Xen pagetable */
 856         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
 857                           PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base)));
 858 }
 859
 860 void xen_setup_shared_info(void)
 861 {
 862         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
 863                 unsigned long addr = fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
 864
 865                 /*
 866                  * Create a mapping for the shared info page.
 867                  * Should be set_fixmap(), but shared_info is a machine
 868                  * address with no corresponding pseudo-phys address.
 869                  */
 870                 set_pte_mfn(addr,
 871                             PFN_DOWN(xen_start_info->shared_info),
 872                             PAGE_KERNEL);
 873
 874                 HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)addr;
 875         } else
 876                 HYPERVISOR_shared_info =
 877                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
 878
 879 #ifndef CONFIG_SMP
 880         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
 881         xen_setup_vcpu_info_placement();
 882 #endif
 883
 884         xen_setup_mfn_list_list();
 885 }
 886
 887 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
 888 {
 889         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
 890            (which it hasn't) */
 891         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
 892         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
 893         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
 894         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
 895         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
 896
 897         xen_setup_shared_info();
 898
 899         /* Actually pin the pagetable down, but we can't set PG_pinned
 900            yet because the page structures don't exist yet. */
 901         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(base)));
 902 }
 903
 904 static __init void xen_post_allocator_init(void)
 905 {
 906         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
 907         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
 908
 909         xen_mark_init_mm_pinned();
 910 }
 911
 912 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
 913 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
 914 {
 915         int cpu;
 916
 917         for_each_possible_cpu(cpu)
 918                 xen_vcpu_setup(cpu);
 919
 920         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
 921            percpu area for all cpus, so make use of it */
 922         if (have_vcpu_info_placement) {
 923                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
 924
 925                 pv_irq_ops.save_fl = xen_save_fl_direct;
 926                 pv_irq_ops.restore_fl = xen_restore_fl_direct;
 927                 pv_irq_ops.irq_disable = xen_irq_disable_direct;
 928                 pv_irq_ops.irq_enable = xen_irq_enable_direct;
 929                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
 930         }
 931 }
 932
 933 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
 934                           unsigned long addr, unsigned len)
 935 {
 936         char *start, *end, *reloc;
 937         unsigned ret;
 938
 939         start = end = reloc = NULL;
 940
 941 #define SITE(op, x)                                                     \
 942         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
 943         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
 944                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
 945                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
 946                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
 947         }                                                               \
 948         goto patch_site
 949
 950         switch (type) {
 951                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
 952                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
 953                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
 954                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
 955 #undef SITE
 956
 957         patch_site:
 958                 if (start == NULL || (end-start) > len)
 959                         goto default_patch;
 960
 961                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
 962
 963                 /* Note: because reloc is assigned from something that
 964                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
 965                    but doesn't know its relationship with start and
 966                    end. */
 967                 if (reloc > start && reloc < end) {
 968                         int reloc_off = reloc - start;
 969                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
 970                         long delta = start - (char *)addr;
 971
 972                         *relocp += delta;
 973                 }
 974                 break;
 975
 976         default_patch:
 977         default:
 978                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
 979                                              addr, len);
 980                 break;
 981         }
 982
 983         return ret;
 984 }
 985
 986 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
 987         .paravirt_enabled = 1,
 988         .shared_kernel_pmd = 0,
 989
 990         .name = "Xen",
 991 };
 992
 993 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
 994         .patch = xen_patch,
 995
 996         .banner = xen_banner,
 997         .memory_setup = xen_memory_setup,
 998         .arch_setup = xen_arch_setup,
 999         .post_allocator_init = xen_post_allocator_init,
1000 };
1001
1002 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
1003         .time_init = xen_time_init,
1004
1005         .set_wallclock = xen_set_wallclock,
1006         .get_wallclock = xen_get_wallclock,
1007         .get_cpu_khz = xen_cpu_khz,
1008         .sched_clock = xen_sched_clock,
1009 };
1010
1011 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
1012         .cpuid = xen_cpuid,
1013
1014         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
1015         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
1016
1017         .clts = xen_clts,
1018
1019         .read_cr0 = native_read_cr0,
1020         .write_cr0 = xen_write_cr0,
1021
1022         .read_cr4 = native_read_cr4,
1023         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
1024         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1025
1026         .wbinvd = native_wbinvd,
1027
1028         .read_msr = native_read_msr_safe,
1029         .write_msr = native_write_msr_safe,
1030         .read_tsc = native_read_tsc,
1031         .read_pmc = native_read_pmc,
1032
1033         .iret = xen_iret,
1034         .irq_enable_syscall_ret = xen_sysexit,
1035
1036         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1037         .set_ldt = xen_set_ldt,
1038         .load_gdt = xen_load_gdt,
1039         .load_idt = xen_load_idt,
1040         .load_tls = xen_load_tls,
1041
1042         .store_gdt = native_store_gdt,
1043         .store_idt = native_store_idt,
1044         .store_tr = xen_store_tr,
1045
1046         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1047         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1048         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1049         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1050
1051         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1052         .io_delay = xen_io_delay,
1053
1054         .lazy_mode = {
1055                 .enter = paravirt_enter_lazy_cpu,
1056                 .leave = xen_leave_lazy,
1057         },
1058 };
1059
1060 static const struct pv_irq_ops xen_irq_ops __initdata = {
1061         .init_IRQ = xen_init_IRQ,
1062         .save_fl = xen_save_fl,
1063         .restore_fl = xen_restore_fl,
1064         .irq_disable = xen_irq_disable,
1065         .irq_enable = xen_irq_enable,
1066         .safe_halt = xen_safe_halt,
1067         .halt = xen_halt,
1068 };
1069
1070 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
1071 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1072         .apic_write = xen_apic_write,
1073         .apic_write_atomic = xen_apic_write,
1074         .apic_read = xen_apic_read,
1075         .setup_boot_clock = paravirt_nop,
1076         .setup_secondary_clock = paravirt_nop,
1077         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1078 #endif
1079 };
1080
1081 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1082         .pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start,
1083         .pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done,
1084
1085         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1086         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1087
1088         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1089         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1090
1091         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1092         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1093         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1094         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1095
1096         .pte_update = paravirt_nop,
1097         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1098
1099         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
1100         .release_pte = xen_release_pte_init,
1101         .alloc_pmd = xen_alloc_pte_init,
1102         .alloc_pmd_clone = paravirt_nop,
1103         .release_pmd = xen_release_pte_init,
1104
1105 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
1106         .kmap_atomic_pte = xen_kmap_atomic_pte,
1107 #endif
1108
1109         .set_pte = NULL,        /* see xen_pagetable_setup_* */
1110         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1111         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
1112
1113         .pte_val = xen_pte_val,
1114         .pte_flags = native_pte_val,
1115         .pgd_val = xen_pgd_val,
1116
1117         .make_pte = xen_make_pte,
1118         .make_pgd = xen_make_pgd,
1119
1120         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
1121         .set_pte_present = xen_set_pte_at,
1122         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
1123         .pte_clear = xen_pte_clear,
1124         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
1125
1126         .make_pmd = xen_make_pmd,
1127         .pmd_val = xen_pmd_val,
1128
1129         .activate_mm = xen_activate_mm,
1130         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
1131         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
1132
1133         .lazy_mode = {
1134                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
1135                 .leave = xen_leave_lazy,
1136         },
1137 };
1138
1139 #ifdef CONFIG_SMP
1140 static const struct smp_ops xen_smp_ops __initdata = {
1141         .smp_prepare_boot_cpu = xen_smp_prepare_boot_cpu,
1142         .smp_prepare_cpus = xen_smp_prepare_cpus,
1143         .cpu_up = xen_cpu_up,
1144         .smp_cpus_done = xen_smp_cpus_done,
1145
1146         .smp_send_stop = xen_smp_send_stop,
1147         .smp_send_reschedule = xen_smp_send_reschedule,
1148         .smp_call_function_mask = xen_smp_call_function_mask,
1149 };
1150 #endif  /* CONFIG_SMP */
1151
1152 static void xen_reboot(int reason)
1153 {
1154         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1155
1156 #ifdef CONFIG_SMP
1157         smp_send_stop();
1158 #endif
1159
1160         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1161                 BUG();
1162 }
1163
1164 static void xen_restart(char *msg)
1165 {
1166         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1167 }
1168
1169 static void xen_emergency_restart(void)
1170 {
1171         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1172 }
1173
1174 static void xen_machine_halt(void)
1175 {
1176         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1177 }
1178
1179 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1180 {
1181         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1182 }
1183
1184 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1185         .restart = xen_restart,
1186         .halt = xen_machine_halt,
1187         .power_off = xen_machine_halt,
1188         .shutdown = xen_machine_halt,
1189         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1190         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1191 };
1192
1193
1194 static void __init xen_reserve_top(void)
1195 {
1196         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1197         struct xen_platform_parameters pp;
1198
1199         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1200                 top = pp.virt_start;
1201
1202         reserve_top_address(-top + 2 * PAGE_SIZE);
1203 }
1204
1205 /* First C function to be called on Xen boot */
1206 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1207 {
1208         pgd_t *pgd;
1209
1210         if (!xen_start_info)
1211                 return;
1212
1213         BUG_ON(memcmp(xen_start_info->magic, "xen-3", 5) != 0);
1214
1215         /* Install Xen paravirt ops */
1216         pv_info = xen_info;
1217         pv_init_ops = xen_init_ops;
1218         pv_time_ops = xen_time_ops;
1219         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1220         pv_irq_ops = xen_irq_ops;
1221         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1222         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
1223
1224         machine_ops = xen_machine_ops;
1225
1226 #ifdef CONFIG_SMP
1227         smp_ops = xen_smp_ops;
1228 #endif
1229
1230         xen_setup_features();
1231
1232         /* Get mfn list */
1233         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1234                 xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1235
1236         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1237
1238         init_pg_tables_end = __pa(pgd) + xen_start_info->nr_pt_frames*PAGE_SIZE;
1239
1240         init_mm.pgd = pgd; /* use the Xen pagetables to start */
1241
1242         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1243
1244         x86_write_percpu(xen_cr3, __pa(pgd));
1245         x86_write_percpu(xen_current_cr3, __pa(pgd));
1246
1247         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1248            possible map and a non-dummy shared_info. */
1249         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1250
1251         pv_info.kernel_rpl = 1;
1252         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1253                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1254
1255         /* set the limit of our address space */
1256         xen_reserve_top();
1257
1258         /* set up basic CPUID stuff */
1259         cpu_detect(&new_cpu_data);
1260         new_cpu_data.hard_math = 1;
1261         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1262
1263         /* Poke various useful things into boot_params */
1264         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1265         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1266                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1267         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1268
1269         if (!is_initial_xendomain()) {
1270                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1271                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1272                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1273         }
1274
1275         /* Start the world */
1276         start_kernel();
1277 }