arch/x86/xen/setup.c

   1 /*
   2  * Machine specific setup for xen
   3  *
   4  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
   5  */
   6
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <linux/sched.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/pm.h>
  11 #include <linux/memblock.h>
  12 #include <linux/cpuidle.h>
  13 #include <linux/cpufreq.h>
  14
  15 #include <asm/elf.h>
  16 #include <asm/vdso.h>
  17 #include <asm/e820.h>
  18 #include <asm/setup.h>
  19 #include <asm/acpi.h>
  20 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  21 #include <asm/xen/hypercall.h>
  22
  23 #include <xen/xen.h>
  24 #include <xen/page.h>
  25 #include <xen/interface/callback.h>
  26 #include <xen/interface/memory.h>
  27 #include <xen/interface/physdev.h>
  28 #include <xen/features.h>
  29
  30 #include "xen-ops.h"
  31 #include "vdso.h"
  32
  33 /* These are code, but not functions.  Defined in entry.S */
  34 extern const char xen_hypervisor_callback[];
  35 extern const char xen_failsafe_callback[];
  36 extern void xen_sysenter_target(void);
  37 extern void xen_syscall_target(void);
  38 extern void xen_syscall32_target(void);
  39
  40 /* Amount of extra memory space we add to the e820 ranges */
  41 struct xen_memory_region xen_extra_mem[XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS] __initdata;
  42
  43 /* Number of pages released from the initial allocation. */
  44 unsigned long xen_released_pages;
  45
  46 /*
  47  * The maximum amount of extra memory compared to the base size.  The
  48  * main scaling factor is the size of struct page.  At extreme ratios
  49  * of base:extra, all the base memory can be filled with page
  50  * structures for the extra memory, leaving no space for anything
  51  * else.
  52  *
  53  * 10x seems like a reasonable balance between scaling flexibility and
  54  * leaving a practically usable system.
  55  */
  56 #define EXTRA_MEM_RATIO         (10)
  57
  58 static void __init xen_add_extra_mem(u64 start, u64 size)
  59 {
  60         unsigned long pfn;
  61         int i;
  62
  63         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
  64                 /* Add new region. */
  65                 if (xen_extra_mem[i].size == 0) {
  66                         xen_extra_mem[i].start = start;
  67                         xen_extra_mem[i].size  = size;
  68                         break;
  69                 }
  70                 /* Append to existing region. */
  71                 if (xen_extra_mem[i].start + xen_extra_mem[i].size == start) {
  72                         xen_extra_mem[i].size += size;
  73                         break;
  74                 }
  75         }
  76         if (i == XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS)
  77                 printk(KERN_WARNING "Warning: not enough extra memory regions\n");
  78
  79         memblock_reserve(start, size);
  80
  81         xen_max_p2m_pfn = PFN_DOWN(start + size);
  82
  83         for (pfn = PFN_DOWN(start); pfn <= xen_max_p2m_pfn; pfn++)
  84                 __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
  85 }
  86
  87 static unsigned long __init xen_release_chunk(unsigned long start,
  88                                               unsigned long end)
  89 {
  90         struct xen_memory_reservation reservation = {
  91                 .address_bits = 0,
  92                 .extent_order = 0,
  93                 .domid        = DOMID_SELF
  94         };
  95         unsigned long len = 0;
  96         unsigned long pfn;
  97         int ret;
  98
  99         for(pfn = start; pfn < end; pfn++) {
 100                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 101
 102                 /* Make sure pfn exists to start with */
 103                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY || mfn_to_pfn(mfn) != pfn)
 104                         continue;
 105
 106                 set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &mfn);
 107                 reservation.nr_extents = 1;
 108
 109                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_decrease_reservation,
 110                                            &reservation);
 111                 WARN(ret != 1, "Failed to release pfn %lx err=%d\n", pfn, ret);
 112                 if (ret == 1) {
 113                         __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
 114                         len++;
 115                 }
 116         }
 117         printk(KERN_INFO "Freeing  %lx-%lx pfn range: %lu pages freed\n",
 118                start, end, len);
 119
 120         return len;
 121 }
 122
 123 static unsigned long __init xen_set_identity_and_release(
 124         const struct e820entry *list, size_t map_size, unsigned long nr_pages)
 125 {
 126         phys_addr_t start = 0;
 127         unsigned long released = 0;
 128         unsigned long identity = 0;
 129         const struct e820entry *entry;
 130         int i;
 131
 132         /*
 133          * Combine non-RAM regions and gaps until a RAM region (or the
 134          * end of the map) is reached, then set the 1:1 map and
 135          * release the pages (if available) in those non-RAM regions.
 136          *
 137          * The combined non-RAM regions are rounded to a whole number
 138          * of pages so any partial pages are accessible via the 1:1
 139          * mapping.  This is needed for some BIOSes that put (for
 140          * example) the DMI tables in a reserved region that begins on
 141          * a non-page boundary.
 142          */
 143         for (i = 0, entry = list; i < map_size; i++, entry++) {
 144                 phys_addr_t end = entry->addr + entry->size;
 145
 146                 if (entry->type == E820_RAM || i == map_size - 1) {
 147                         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 148                         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
 149
 150                         if (entry->type == E820_RAM)
 151                                 end_pfn = PFN_UP(entry->addr);
 152
 153                         if (start_pfn < end_pfn) {
 154                                 if (start_pfn < nr_pages)
 155                                         released += xen_release_chunk(
 156                                                 start_pfn, min(end_pfn, nr_pages));
 157
 158                                 identity += set_phys_range_identity(
 159                                         start_pfn, end_pfn);
 160                         }
 161                         start = end;
 162                 }
 163         }
 164
 165         printk(KERN_INFO "Released %lu pages of unused memory\n", released);
 166         printk(KERN_INFO "Set %ld page(s) to 1-1 mapping\n", identity);
 167
 168         return released;
 169 }
 170
 171 static unsigned long __init xen_get_max_pages(void)
 172 {
 173         unsigned long max_pages = MAX_DOMAIN_PAGES;
 174         domid_t domid = DOMID_SELF;
 175         int ret;
 176
 177         /*
 178          * For the initial domain we use the maximum reservation as
 179          * the maximum page.
 180          *
 181          * For guest domains the current maximum reservation reflects
 182          * the current maximum rather than the static maximum. In this
 183          * case the e820 map provided to us will cover the static
 184          * maximum region.
 185          */
 186         if (xen_initial_domain()) {
 187                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_maximum_reservation, &domid);
 188                 if (ret > 0)
 189                         max_pages = ret;
 190         }
 191
 192         return min(max_pages, MAX_DOMAIN_PAGES);
 193 }
 194
 195 static void xen_align_and_add_e820_region(u64 start, u64 size, int type)
 196 {
 197         u64 end = start + size;
 198
 199         /* Align RAM regions to page boundaries. */
 200         if (type == E820_RAM) {
 201                 start = PAGE_ALIGN(start);
 202                 end &= ~((u64)PAGE_SIZE - 1);
 203         }
 204
 205         e820_add_region(start, end - start, type);
 206 }
 207
 208 /**
 209  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
 210  **/
 211 char * __init xen_memory_setup(void)
 212 {
 213         static struct e820entry map[E820MAX] __initdata;
 214
 215         unsigned long max_pfn = xen_start_info->nr_pages;
 216         unsigned long long mem_end;
 217         int rc;
 218         struct xen_memory_map memmap;
 219         unsigned long max_pages;
 220         unsigned long extra_pages = 0;
 221         int i;
 222         int op;
 223
 224         max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, max_pfn);
 225         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
 226
 227         memmap.nr_entries = E820MAX;
 228         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, map);
 229
 230         op = xen_initial_domain() ?
 231                 XENMEM_machine_memory_map :
 232                 XENMEM_memory_map;
 233         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
 234         if (rc == -ENOSYS) {
 235                 BUG_ON(xen_initial_domain());
 236                 memmap.nr_entries = 1;
 237                 map[0].addr = 0ULL;
 238                 map[0].size = mem_end;
 239                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
 240                 map[0].size += 8ULL << 20;
 241                 map[0].type = E820_RAM;
 242                 rc = 0;
 243         }
 244         BUG_ON(rc);
 245
 246         /* Make sure the Xen-supplied memory map is well-ordered. */
 247         sanitize_e820_map(map, memmap.nr_entries, &memmap.nr_entries);
 248
 249         max_pages = xen_get_max_pages();
 250         if (max_pages > max_pfn)
 251                 extra_pages += max_pages - max_pfn;
 252
 253         /*
 254          * Set P2M for all non-RAM pages and E820 gaps to be identity
 255          * type PFNs.  Any RAM pages that would be made inaccesible by
 256          * this are first released.
 257          */
 258         xen_released_pages = xen_set_identity_and_release(
 259                 map, memmap.nr_entries, max_pfn);
 260         extra_pages += xen_released_pages;
 261
 262         /*
 263          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
 264          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
 265          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
 266          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
 267          * get completely filled.
 268          *
 269          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
 270          * the initial memory is also very large with respect to
 271          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
 272          */
 273         extra_pages = min(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
 274                           extra_pages);
 275
 276         i = 0;
 277         while (i < memmap.nr_entries) {
 278                 u64 addr = map[i].addr;
 279                 u64 size = map[i].size;
 280                 u32 type = map[i].type;
 281
 282                 if (type == E820_RAM) {
 283                         if (addr < mem_end) {
 284                                 size = min(size, mem_end - addr);
 285                         } else if (extra_pages) {
 286                                 size = min(size, (u64)extra_pages * PAGE_SIZE);
 287                                 extra_pages -= size / PAGE_SIZE;
 288                                 xen_add_extra_mem(addr, size);
 289                         } else
 290                                 type = E820_UNUSABLE;
 291                 }
 292
 293                 xen_align_and_add_e820_region(addr, size, type);
 294
 295                 map[i].addr += size;
 296                 map[i].size -= size;
 297                 if (map[i].size == 0)
 298                         i++;
 299         }
 300
 301         /*
 302          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
 303          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
 304          * about in there.
 305          */
 306         e820_add_region(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS,
 307                         E820_RESERVED);
 308
 309         /*
 310          * Reserve Xen bits:
 311          *  - mfn_list
 312          *  - xen_start_info
 313          * See comment above "struct start_info" in <xen/interface/xen.h>
 314          */
 315         memblock_reserve(__pa(xen_start_info->mfn_list),
 316                          xen_start_info->pt_base - xen_start_info->mfn_list);
 317
 318         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 319
 320         return "Xen";
 321 }
 322
 323 /*
 324  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
 325  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
 326  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
 327  */
 328 static void __init fiddle_vdso(void)
 329 {
 330 #ifdef CONFIG_X86_32
 331         u32 *mask;
 332         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_int80_start, NOTE_MASK);
 333         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 334         mask = VDSO32_SYMBOL(&vdso32_sysenter_start, NOTE_MASK);
 335         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 336 #endif
 337 }
 338
 339 static int __cpuinit register_callback(unsigned type, const void *func)
 340 {
 341         struct callback_register callback = {
 342                 .type = type,
 343                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
 344                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
 345         };
 346
 347         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
 348 }
 349
 350 void __cpuinit xen_enable_sysenter(void)
 351 {
 352         int ret;
 353         unsigned sysenter_feature;
 354
 355 #ifdef CONFIG_X86_32
 356         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
 357 #else
 358         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
 359 #endif
 360
 361         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
 362                 return;
 363
 364         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
 365         if(ret != 0)
 366                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
 367 }
 368
 369 void __cpuinit xen_enable_syscall(void)
 370 {
 371 #ifdef CONFIG_X86_64
 372         int ret;
 373
 374         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
 375         if (ret != 0) {
 376                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
 377                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
 378                    mechanism for syscalls. */
 379         }
 380
 381         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
 382                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
 383                                         xen_syscall32_target);
 384                 if (ret != 0)
 385                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
 386         }
 387 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 388 }
 389
 390 void __init xen_arch_setup(void)
 391 {
 392         xen_panic_handler_init();
 393
 394         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
 395         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
 396
 397         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
 398                 HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
 399                                      VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
 400
 401         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
 402             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
 403                 BUG();
 404
 405         xen_enable_sysenter();
 406         xen_enable_syscall();
 407
 408 #ifdef CONFIG_ACPI
 409         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
 410                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
 411                 disable_acpi();
 412         }
 413 #endif
 414
 415         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
 416                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
 417                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
 418
 419         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
 420 #ifdef CONFIG_X86_32
 421         boot_cpu_data.hlt_works_ok = 1;
 422 #endif
 423         disable_cpuidle();
 424         disable_cpufreq();
 425         WARN_ON(set_pm_idle_to_default());
 426         fiddle_vdso();
 427 }