xen: implement ptep_modify_prot_start/commit
[safe/jmp/linux-2.6] / arch / x86 / xen / enlighten.c
1 /*
2  * Core of Xen paravirt_ops implementation.
3  *
4  * This file contains the xen_paravirt_ops structure itself, and the
5  * implementations for:
6  * - privileged instructions
7  * - interrupt flags
8  * - segment operations
9  * - booting and setup
10  *
11  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
12  */
13
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/smp.h>
17 #include <linux/preempt.h>
18 #include <linux/hardirq.h>
19 #include <linux/percpu.h>
20 #include <linux/delay.h>
21 #include <linux/start_kernel.h>
22 #include <linux/sched.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/page-flags.h>
27 #include <linux/highmem.h>
28 #include <linux/console.h>
29
30 #include <xen/interface/xen.h>
31 #include <xen/interface/physdev.h>
32 #include <xen/interface/vcpu.h>
33 #include <xen/interface/sched.h>
34 #include <xen/features.h>
35 #include <xen/page.h>
36
37 #include <asm/paravirt.h>
38 #include <asm/page.h>
39 #include <asm/xen/hypercall.h>
40 #include <asm/xen/hypervisor.h>
41 #include <asm/fixmap.h>
42 #include <asm/processor.h>
43 #include <asm/setup.h>
44 #include <asm/desc.h>
45 #include <asm/pgtable.h>
46 #include <asm/tlbflush.h>
47 #include <asm/reboot.h>
48
49 #include "xen-ops.h"
50 #include "mmu.h"
51 #include "multicalls.h"
52
53 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
54
55 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
56 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
57
58 /*
59  * Note about cr3 (pagetable base) values:
60  *
61  * xen_cr3 contains the current logical cr3 value; it contains the
62  * last set cr3.  This may not be the current effective cr3, because
63  * its update may be being lazily deferred.  However, a vcpu looking
64  * at its own cr3 can use this value knowing that it everything will
65  * be self-consistent.
66  *
67  * xen_current_cr3 contains the actual vcpu cr3; it is set once the
68  * hypercall to set the vcpu cr3 is complete (so it may be a little
69  * out of date, but it will never be set early).  If one vcpu is
70  * looking at another vcpu's cr3 value, it should use this variable.
71  */
72 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr3);  /* cr3 stored as physaddr */
73 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_current_cr3);  /* actual vcpu cr3 */
74
75 struct start_info *xen_start_info;
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
77
78 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 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 /*
140  * On restore, set the vcpu placement up again.
141  * If it fails, then we're in a bad state, since
142  * we can't back out from using it...
143  */
144 void xen_vcpu_restore(void)
145 {
146         if (have_vcpu_info_placement) {
147                 int cpu;
148
149                 for_each_online_cpu(cpu) {
150                         bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
151
152                         if (other_cpu &&
153                             HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
154                                 BUG();
155
156                         xen_vcpu_setup(cpu);
157
158                         if (other_cpu &&
159                             HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
160                                 BUG();
161                 }
162
163                 BUG_ON(!have_vcpu_info_placement);
164         }
165 }
166
167 static void __init xen_banner(void)
168 {
169         printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
170                pv_info.name);
171         printk(KERN_INFO "Hypervisor signature: %s%s\n",
172                xen_start_info->magic,
173                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
174 }
175
176 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
177                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
178 {
179         unsigned maskedx = ~0;
180
181         /*
182          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
183          * unsupported kernel subsystems as possible.
184          */
185         if (*ax == 1)
186                 maskedx = ~((1 << X86_FEATURE_APIC) |  /* disable APIC */
187                             (1 << X86_FEATURE_ACPI) |  /* disable ACPI */
188                             (1 << X86_FEATURE_MCE)  |  /* disable MCE */
189                             (1 << X86_FEATURE_MCA)  |  /* disable MCA */
190                             (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
191
192         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
193                 : "=a" (*ax),
194                   "=b" (*bx),
195                   "=c" (*cx),
196                   "=d" (*dx)
197                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
198         *dx &= maskedx;
199 }
200
201 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
202 {
203         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
204 }
205
206 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
207 {
208         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
209 }
210
211 static unsigned long xen_save_fl(void)
212 {
213         struct vcpu_info *vcpu;
214         unsigned long flags;
215
216         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
217
218         /* flag has opposite sense of mask */
219         flags = !vcpu->evtchn_upcall_mask;
220
221         /* convert to IF type flag
222            -0 -> 0x00000000
223            -1 -> 0xffffffff
224         */
225         return (-flags) & X86_EFLAGS_IF;
226 }
227
228 static void xen_restore_fl(unsigned long flags)
229 {
230         struct vcpu_info *vcpu;
231
232         /* convert from IF type flag */
233         flags = !(flags & X86_EFLAGS_IF);
234
235         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
236            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
237            pointer and updating the mask. */
238         preempt_disable();
239         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
240         vcpu->evtchn_upcall_mask = flags;
241         preempt_enable_no_resched();
242
243         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
244            pending event will get dealt with anyway. */
245
246         if (flags == 0) {
247                 preempt_check_resched();
248                 barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
249                 if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
250                         force_evtchn_callback();
251         }
252 }
253
254 static void xen_irq_disable(void)
255 {
256         /* There's a one instruction preempt window here.  We need to
257            make sure we're don't switch CPUs between getting the vcpu
258            pointer and updating the mask. */
259         preempt_disable();
260         x86_read_percpu(xen_vcpu)->evtchn_upcall_mask = 1;
261         preempt_enable_no_resched();
262 }
263
264 static void xen_irq_enable(void)
265 {
266         struct vcpu_info *vcpu;
267
268         /* We don't need to worry about being preempted here, since
269            either a) interrupts are disabled, so no preemption, or b)
270            the caller is confused and is trying to re-enable interrupts
271            on an indeterminate processor. */
272
273         vcpu = x86_read_percpu(xen_vcpu);
274         vcpu->evtchn_upcall_mask = 0;
275
276         /* Doesn't matter if we get preempted here, because any
277            pending event will get dealt with anyway. */
278
279         barrier(); /* unmask then check (avoid races) */
280         if (unlikely(vcpu->evtchn_upcall_pending))
281                 force_evtchn_callback();
282 }
283
284 static void xen_safe_halt(void)
285 {
286         /* Blocking includes an implicit local_irq_enable(). */
287         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_block, NULL) != 0)
288                 BUG();
289 }
290
291 static void xen_halt(void)
292 {
293         if (irqs_disabled())
294                 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, smp_processor_id(), NULL);
295         else
296                 xen_safe_halt();
297 }
298
299 static void xen_leave_lazy(void)
300 {
301         paravirt_leave_lazy(paravirt_get_lazy_mode());
302         xen_mc_flush();
303 }
304
305 static unsigned long xen_store_tr(void)
306 {
307         return 0;
308 }
309
310 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
311 {
312         struct mmuext_op *op;
313         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
314
315         op = mcs.args;
316         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
317         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
318         op->arg2.nr_ents = entries;
319
320         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
321
322         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
323 }
324
325 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
326 {
327         unsigned long *frames;
328         unsigned long va = dtr->address;
329         unsigned int size = dtr->size + 1;
330         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
331         int f;
332         struct multicall_space mcs;
333
334         /* A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
335            8-byte entries, or 16 4k pages.. */
336
337         BUG_ON(size > 65536);
338         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
339
340         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*frames) * pages);
341         frames = mcs.args;
342
343         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
344                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
345                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
346         }
347
348         MULTI_set_gdt(mcs.mc, frames, size / sizeof(struct desc_struct));
349
350         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
351 }
352
353 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
354                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
355 {
356         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
357         xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
358         struct multicall_space mc = __xen_mc_entry(0);
359
360         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
361 }
362
363 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
364 {
365         xen_mc_batch();
366
367         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
368         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
369         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
370
371         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
372
373         /*
374          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone,
375          * it means we're in a context switch, and %gs has just been
376          * saved.  This means we can zero it out to prevent faults on
377          * exit from the hypervisor if the next process has no %gs.
378          * Either way, it has been saved, and the new value will get
379          * loaded properly.  This will go away as soon as Xen has been
380          * modified to not save/restore %gs for normal hypercalls.
381          */
382         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU)
383                 loadsegment(gs, 0);
384 }
385
386 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
387                                 const void *ptr)
388 {
389         unsigned long lp = (unsigned long)&dt[entrynum];
390         xmaddr_t mach_lp = virt_to_machine(lp);
391         u64 entry = *(u64 *)ptr;
392
393         preempt_disable();
394
395         xen_mc_flush();
396         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
397                 BUG();
398
399         preempt_enable();
400 }
401
402 static int cvt_gate_to_trap(int vector, u32 low, u32 high,
403                             struct trap_info *info)
404 {
405         u8 type, dpl;
406
407         type = (high >> 8) & 0x1f;
408         dpl = (high >> 13) & 3;
409
410         if (type != 0xf && type != 0xe)
411                 return 0;
412
413         info->vector = vector;
414         info->address = (high & 0xffff0000) | (low & 0x0000ffff);
415         info->cs = low >> 16;
416         info->flags = dpl;
417         /* interrupt gates clear IF */
418         if (type == 0xe)
419                 info->flags |= 4;
420
421         return 1;
422 }
423
424 /* Locations of each CPU's IDT */
425 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
426
427 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
428    also update Xen. */
429 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
430 {
431         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
432         unsigned long start, end;
433
434         preempt_disable();
435
436         start = __get_cpu_var(idt_desc).address;
437         end = start + __get_cpu_var(idt_desc).size + 1;
438
439         xen_mc_flush();
440
441         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
442
443         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
444                 struct trap_info info[2];
445                 u32 *desc = (u32 *)g;
446
447                 info[1].address = 0;
448
449                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, desc[0], desc[1], &info[0]))
450                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
451                                 BUG();
452         }
453
454         preempt_enable();
455 }
456
457 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
458                                   struct trap_info *traps)
459 {
460         unsigned in, out, count;
461
462         count = (desc->size+1) / 8;
463         BUG_ON(count > 256);
464
465         for (in = out = 0; in < count; in++) {
466                 const u32 *entry = (u32 *)(desc->address + in * 8);
467
468                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry[0], entry[1], &traps[out]))
469                         out++;
470         }
471         traps[out].address = 0;
472 }
473
474 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
475 {
476         const struct desc_ptr *desc = &__get_cpu_var(idt_desc);
477
478         xen_convert_trap_info(desc, traps);
479 }
480
481 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
482    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
483    it avoids allocation, and saves stack space). */
484 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
485 {
486         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
487         static struct trap_info traps[257];
488
489         spin_lock(&lock);
490
491         __get_cpu_var(idt_desc) = *desc;
492
493         xen_convert_trap_info(desc, traps);
494
495         xen_mc_flush();
496         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
497                 BUG();
498
499         spin_unlock(&lock);
500 }
501
502 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
503    they're handled differently. */
504 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
505                                 const void *desc, int type)
506 {
507         preempt_disable();
508
509         switch (type) {
510         case DESC_LDT:
511         case DESC_TSS:
512                 /* ignore */
513                 break;
514
515         default: {
516                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
517
518                 xen_mc_flush();
519                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
520                         BUG();
521         }
522
523         }
524
525         preempt_enable();
526 }
527
528 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
529                           struct thread_struct *thread)
530 {
531         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(0);
532         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
533         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
534 }
535
536 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
537 {
538         struct physdev_set_iopl set_iopl;
539
540         /* Force the change at ring 0. */
541         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
542         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
543 }
544
545 static void xen_io_delay(void)
546 {
547 }
548
549 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
550 static u32 xen_apic_read(unsigned long reg)
551 {
552         return 0;
553 }
554
555 static void xen_apic_write(unsigned long reg, u32 val)
556 {
557         /* Warn to see if there's any stray references */
558         WARN_ON(1);
559 }
560 #endif
561
562 static void xen_flush_tlb(void)
563 {
564         struct mmuext_op *op;
565         struct multicall_space mcs;
566
567         preempt_disable();
568
569         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
570
571         op = mcs.args;
572         op->cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL;
573         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
574
575         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
576
577         preempt_enable();
578 }
579
580 static void xen_flush_tlb_single(unsigned long addr)
581 {
582         struct mmuext_op *op;
583         struct multicall_space mcs;
584
585         preempt_disable();
586
587         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
588         op = mcs.args;
589         op->cmd = MMUEXT_INVLPG_LOCAL;
590         op->arg1.linear_addr = addr & PAGE_MASK;
591         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
592
593         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
594
595         preempt_enable();
596 }
597
598 static void xen_flush_tlb_others(const cpumask_t *cpus, struct mm_struct *mm,
599                                  unsigned long va)
600 {
601         struct {
602                 struct mmuext_op op;
603                 cpumask_t mask;
604         } *args;
605         cpumask_t cpumask = *cpus;
606         struct multicall_space mcs;
607
608         /*
609          * A couple of (to be removed) sanity checks:
610          *
611          * - current CPU must not be in mask
612          * - mask must exist :)
613          */
614         BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
615         BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
616         BUG_ON(!mm);
617
618         /* If a CPU which we ran on has gone down, OK. */
619         cpus_and(cpumask, cpumask, cpu_online_map);
620         if (cpus_empty(cpumask))
621                 return;
622
623         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*args));
624         args = mcs.args;
625         args->mask = cpumask;
626         args->op.arg2.vcpumask = &args->mask;
627
628         if (va == TLB_FLUSH_ALL) {
629                 args->op.cmd = MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI;
630         } else {
631                 args->op.cmd = MMUEXT_INVLPG_MULTI;
632                 args->op.arg1.linear_addr = va;
633         }
634
635         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, &args->op, 1, NULL, DOMID_SELF);
636
637         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_MMU);
638 }
639
640 static void xen_clts(void)
641 {
642         struct multicall_space mcs;
643
644         mcs = xen_mc_entry(0);
645
646         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
647
648         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
649 }
650
651 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
652 {
653         struct multicall_space mcs;
654
655         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
656            ignored. */
657         mcs = xen_mc_entry(0);
658
659         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
660
661         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
662 }
663
664 static void xen_write_cr2(unsigned long cr2)
665 {
666         x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2 = cr2;
667 }
668
669 static unsigned long xen_read_cr2(void)
670 {
671         return x86_read_percpu(xen_vcpu)->arch.cr2;
672 }
673
674 static unsigned long xen_read_cr2_direct(void)
675 {
676         return x86_read_percpu(xen_vcpu_info.arch.cr2);
677 }
678
679 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
680 {
681         cr4 &= ~X86_CR4_PGE;
682         cr4 &= ~X86_CR4_PSE;
683
684         native_write_cr4(cr4);
685 }
686
687 static unsigned long xen_read_cr3(void)
688 {
689         return x86_read_percpu(xen_cr3);
690 }
691
692 static void set_current_cr3(void *v)
693 {
694         x86_write_percpu(xen_current_cr3, (unsigned long)v);
695 }
696
697 static void xen_write_cr3(unsigned long cr3)
698 {
699         struct mmuext_op *op;
700         struct multicall_space mcs;
701         unsigned long mfn = pfn_to_mfn(PFN_DOWN(cr3));
702
703         BUG_ON(preemptible());
704
705         mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));  /* disables interrupts */
706
707         /* Update while interrupts are disabled, so its atomic with
708            respect to ipis */
709         x86_write_percpu(xen_cr3, cr3);
710
711         op = mcs.args;
712         op->cmd = MMUEXT_NEW_BASEPTR;
713         op->arg1.mfn = mfn;
714
715         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
716
717         /* Update xen_update_cr3 once the batch has actually
718            been submitted. */
719         xen_mc_callback(set_current_cr3, (void *)cr3);
720
721         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);  /* interrupts restored */
722 }
723
724 /* Early in boot, while setting up the initial pagetable, assume
725    everything is pinned. */
726 static __init void xen_alloc_pte_init(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
727 {
728 #ifdef CONFIG_FLATMEM
729         BUG_ON(mem_map);        /* should only be used early */
730 #endif
731         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
732 }
733
734 /* Early release_pte assumes that all pts are pinned, since there's
735    only init_mm and anything attached to that is pinned. */
736 static void xen_release_pte_init(u32 pfn)
737 {
738         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
739 }
740
741 static void pin_pagetable_pfn(unsigned cmd, unsigned long pfn)
742 {
743         struct mmuext_op op;
744         op.cmd = cmd;
745         op.arg1.mfn = pfn_to_mfn(pfn);
746         if (HYPERVISOR_mmuext_op(&op, 1, NULL, DOMID_SELF))
747                 BUG();
748 }
749
750 /* This needs to make sure the new pte page is pinned iff its being
751    attached to a pinned pagetable. */
752 static void xen_alloc_ptpage(struct mm_struct *mm, u32 pfn, unsigned level)
753 {
754         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
755
756         if (PagePinned(virt_to_page(mm->pgd))) {
757                 SetPagePinned(page);
758
759                 if (!PageHighMem(page)) {
760                         make_lowmem_page_readonly(__va(PFN_PHYS(pfn)));
761                         if (level == PT_PTE)
762                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L1_TABLE, pfn);
763                 } else
764                         /* make sure there are no stray mappings of
765                            this page */
766                         kmap_flush_unused();
767         }
768 }
769
770 static void xen_alloc_pte(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
771 {
772         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PTE);
773 }
774
775 static void xen_alloc_pmd(struct mm_struct *mm, u32 pfn)
776 {
777         xen_alloc_ptpage(mm, pfn, PT_PMD);
778 }
779
780 /* This should never happen until we're OK to use struct page */
781 static void xen_release_ptpage(u32 pfn, unsigned level)
782 {
783         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
784
785         if (PagePinned(page)) {
786                 if (!PageHighMem(page)) {
787                         if (level == PT_PTE)
788                                 pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE, pfn);
789                         make_lowmem_page_readwrite(__va(PFN_PHYS(pfn)));
790                 }
791                 ClearPagePinned(page);
792         }
793 }
794
795 static void xen_release_pte(u32 pfn)
796 {
797         xen_release_ptpage(pfn, PT_PTE);
798 }
799
800 static void xen_release_pmd(u32 pfn)
801 {
802         xen_release_ptpage(pfn, PT_PMD);
803 }
804
805 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
806 static void *xen_kmap_atomic_pte(struct page *page, enum km_type type)
807 {
808         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
809
810         if (PagePinned(page))
811                 prot = PAGE_KERNEL_RO;
812
813         if (0 && PageHighMem(page))
814                 printk("mapping highpte %lx type %d prot %s\n",
815                        page_to_pfn(page), type,
816                        (unsigned long)pgprot_val(prot) & _PAGE_RW ? "WRITE" : "READ");
817
818         return kmap_atomic_prot(page, type, prot);
819 }
820 #endif
821
822 static __init pte_t mask_rw_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
823 {
824         /* If there's an existing pte, then don't allow _PAGE_RW to be set */
825         if (pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_PRESENT)
826                 pte = __pte_ma(((pte_val_ma(*ptep) & _PAGE_RW) | ~_PAGE_RW) &
827                                pte_val_ma(pte));
828
829         return pte;
830 }
831
832 /* Init-time set_pte while constructing initial pagetables, which
833    doesn't allow RO pagetable pages to be remapped RW */
834 static __init void xen_set_pte_init(pte_t *ptep, pte_t pte)
835 {
836         pte = mask_rw_pte(ptep, pte);
837
838         xen_set_pte(ptep, pte);
839 }
840
841 static __init void xen_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
842 {
843         pgd_t *xen_pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
844         int i;
845
846         /* special set_pte for pagetable initialization */
847         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte_init;
848
849         init_mm.pgd = base;
850         /*
851          * copy top-level of Xen-supplied pagetable into place.  This
852          * is a stand-in while we copy the pmd pages.
853          */
854         memcpy(base, xen_pgd, PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
855
856         /*
857          * For PAE, need to allocate new pmds, rather than
858          * share Xen's, since Xen doesn't like pmd's being
859          * shared between address spaces.
860          */
861         for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++) {
862                 if (pgd_val_ma(xen_pgd[i]) & _PAGE_PRESENT) {
863                         pmd_t *pmd = (pmd_t *)alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
864
865                         memcpy(pmd, (void *)pgd_page_vaddr(xen_pgd[i]),
866                                PAGE_SIZE);
867
868                         make_lowmem_page_readonly(pmd);
869
870                         set_pgd(&base[i], __pgd(1 + __pa(pmd)));
871                 } else
872                         pgd_clear(&base[i]);
873         }
874
875         /* make sure zero_page is mapped RO so we can use it in pagetables */
876         make_lowmem_page_readonly(empty_zero_page);
877         make_lowmem_page_readonly(base);
878         /*
879          * Switch to new pagetable.  This is done before
880          * pagetable_init has done anything so that the new pages
881          * added to the table can be prepared properly for Xen.
882          */
883         xen_write_cr3(__pa(base));
884
885         /* Unpin initial Xen pagetable */
886         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_UNPIN_TABLE,
887                           PFN_DOWN(__pa(xen_start_info->pt_base)));
888 }
889
890 void xen_setup_shared_info(void)
891 {
892         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
893                 unsigned long addr = fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
894
895                 /*
896                  * Create a mapping for the shared info page.
897                  * Should be set_fixmap(), but shared_info is a machine
898                  * address with no corresponding pseudo-phys address.
899                  */
900                 set_pte_mfn(addr,
901                             PFN_DOWN(xen_start_info->shared_info),
902                             PAGE_KERNEL);
903
904                 HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)addr;
905         } else
906                 HYPERVISOR_shared_info =
907                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
908
909 #ifndef CONFIG_SMP
910         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
911         xen_setup_vcpu_info_placement();
912 #endif
913
914         xen_setup_mfn_list_list();
915 }
916
917 static __init void xen_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
918 {
919         /* This will work as long as patching hasn't happened yet
920            (which it hasn't) */
921         pv_mmu_ops.alloc_pte = xen_alloc_pte;
922         pv_mmu_ops.alloc_pmd = xen_alloc_pmd;
923         pv_mmu_ops.release_pte = xen_release_pte;
924         pv_mmu_ops.release_pmd = xen_release_pmd;
925         pv_mmu_ops.set_pte = xen_set_pte;
926
927         xen_setup_shared_info();
928
929         /* Actually pin the pagetable down, but we can't set PG_pinned
930            yet because the page structures don't exist yet. */
931         pin_pagetable_pfn(MMUEXT_PIN_L3_TABLE, PFN_DOWN(__pa(base)));
932 }
933
934 static __init void xen_post_allocator_init(void)
935 {
936         pv_mmu_ops.set_pmd = xen_set_pmd;
937         pv_mmu_ops.set_pud = xen_set_pud;
938
939         xen_mark_init_mm_pinned();
940 }
941
942 /* This is called once we have the cpu_possible_map */
943 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
944 {
945         int cpu;
946
947         for_each_possible_cpu(cpu)
948                 xen_vcpu_setup(cpu);
949
950         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
951            percpu area for all cpus, so make use of it */
952         if (have_vcpu_info_placement) {
953                 printk(KERN_INFO "Xen: using vcpu_info placement\n");
954
955                 pv_irq_ops.save_fl = xen_save_fl_direct;
956                 pv_irq_ops.restore_fl = xen_restore_fl_direct;
957                 pv_irq_ops.irq_disable = xen_irq_disable_direct;
958                 pv_irq_ops.irq_enable = xen_irq_enable_direct;
959                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
960         }
961 }
962
963 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
964                           unsigned long addr, unsigned len)
965 {
966         char *start, *end, *reloc;
967         unsigned ret;
968
969         start = end = reloc = NULL;
970
971 #define SITE(op, x)                                                     \
972         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
973         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
974                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
975                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
976                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
977         }                                                               \
978         goto patch_site
979
980         switch (type) {
981                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
982                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
983                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
984                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
985 #undef SITE
986
987         patch_site:
988                 if (start == NULL || (end-start) > len)
989                         goto default_patch;
990
991                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
992
993                 /* Note: because reloc is assigned from something that
994                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
995                    but doesn't know its relationship with start and
996                    end. */
997                 if (reloc > start && reloc < end) {
998                         int reloc_off = reloc - start;
999                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
1000                         long delta = start - (char *)addr;
1001
1002                         *relocp += delta;
1003                 }
1004                 break;
1005
1006         default_patch:
1007         default:
1008                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
1009                                              addr, len);
1010                 break;
1011         }
1012
1013         return ret;
1014 }
1015
1016 static const struct pv_info xen_info __initdata = {
1017         .paravirt_enabled = 1,
1018         .shared_kernel_pmd = 0,
1019
1020         .name = "Xen",
1021 };
1022
1023 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initdata = {
1024         .patch = xen_patch,
1025
1026         .banner = xen_banner,
1027         .memory_setup = xen_memory_setup,
1028         .arch_setup = xen_arch_setup,
1029         .post_allocator_init = xen_post_allocator_init,
1030 };
1031
1032 static const struct pv_time_ops xen_time_ops __initdata = {
1033         .time_init = xen_time_init,
1034
1035         .set_wallclock = xen_set_wallclock,
1036         .get_wallclock = xen_get_wallclock,
1037         .get_cpu_khz = xen_cpu_khz,
1038         .sched_clock = xen_sched_clock,
1039 };
1040
1041 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initdata = {
1042         .cpuid = xen_cpuid,
1043
1044         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
1045         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
1046
1047         .clts = xen_clts,
1048
1049         .read_cr0 = native_read_cr0,
1050         .write_cr0 = xen_write_cr0,
1051
1052         .read_cr4 = native_read_cr4,
1053         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
1054         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1055
1056         .wbinvd = native_wbinvd,
1057
1058         .read_msr = native_read_msr_safe,
1059         .write_msr = native_write_msr_safe,
1060         .read_tsc = native_read_tsc,
1061         .read_pmc = native_read_pmc,
1062
1063         .iret = xen_iret,
1064         .irq_enable_syscall_ret = xen_sysexit,
1065
1066         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1067         .set_ldt = xen_set_ldt,
1068         .load_gdt = xen_load_gdt,
1069         .load_idt = xen_load_idt,
1070         .load_tls = xen_load_tls,
1071
1072         .store_gdt = native_store_gdt,
1073         .store_idt = native_store_idt,
1074         .store_tr = xen_store_tr,
1075
1076         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1077         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1078         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1079         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1080
1081         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1082         .io_delay = xen_io_delay,
1083
1084         .lazy_mode = {
1085                 .enter = paravirt_enter_lazy_cpu,
1086                 .leave = xen_leave_lazy,
1087         },
1088 };
1089
1090 static const struct pv_irq_ops xen_irq_ops __initdata = {
1091         .init_IRQ = xen_init_IRQ,
1092         .save_fl = xen_save_fl,
1093         .restore_fl = xen_restore_fl,
1094         .irq_disable = xen_irq_disable,
1095         .irq_enable = xen_irq_enable,
1096         .safe_halt = xen_safe_halt,
1097         .halt = xen_halt,
1098 };
1099
1100 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initdata = {
1101 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1102         .apic_write = xen_apic_write,
1103         .apic_write_atomic = xen_apic_write,
1104         .apic_read = xen_apic_read,
1105         .setup_boot_clock = paravirt_nop,
1106         .setup_secondary_clock = paravirt_nop,
1107         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1108 #endif
1109 };
1110
1111 static const struct pv_mmu_ops xen_mmu_ops __initdata = {
1112         .pagetable_setup_start = xen_pagetable_setup_start,
1113         .pagetable_setup_done = xen_pagetable_setup_done,
1114
1115         .read_cr2 = xen_read_cr2,
1116         .write_cr2 = xen_write_cr2,
1117
1118         .read_cr3 = xen_read_cr3,
1119         .write_cr3 = xen_write_cr3,
1120
1121         .flush_tlb_user = xen_flush_tlb,
1122         .flush_tlb_kernel = xen_flush_tlb,
1123         .flush_tlb_single = xen_flush_tlb_single,
1124         .flush_tlb_others = xen_flush_tlb_others,
1125
1126         .pte_update = paravirt_nop,
1127         .pte_update_defer = paravirt_nop,
1128
1129         .alloc_pte = xen_alloc_pte_init,
1130         .release_pte = xen_release_pte_init,
1131         .alloc_pmd = xen_alloc_pte_init,
1132         .alloc_pmd_clone = paravirt_nop,
1133         .release_pmd = xen_release_pte_init,
1134
1135 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
1136         .kmap_atomic_pte = xen_kmap_atomic_pte,
1137 #endif
1138
1139         .set_pte = NULL,        /* see xen_pagetable_setup_* */
1140         .set_pte_at = xen_set_pte_at,
1141         .set_pmd = xen_set_pmd_hyper,
1142
1143         .ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
1144         .ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
1145
1146         .pte_val = xen_pte_val,
1147         .pte_flags = native_pte_val,
1148         .pgd_val = xen_pgd_val,
1149
1150         .make_pte = xen_make_pte,
1151         .make_pgd = xen_make_pgd,
1152
1153         .set_pte_atomic = xen_set_pte_atomic,
1154         .set_pte_present = xen_set_pte_at,
1155         .set_pud = xen_set_pud_hyper,
1156         .pte_clear = xen_pte_clear,
1157         .pmd_clear = xen_pmd_clear,
1158
1159         .make_pmd = xen_make_pmd,
1160         .pmd_val = xen_pmd_val,
1161
1162         .activate_mm = xen_activate_mm,
1163         .dup_mmap = xen_dup_mmap,
1164         .exit_mmap = xen_exit_mmap,
1165
1166         .lazy_mode = {
1167                 .enter = paravirt_enter_lazy_mmu,
1168                 .leave = xen_leave_lazy,
1169         },
1170 };
1171
1172 #ifdef CONFIG_SMP
1173 static const struct smp_ops xen_smp_ops __initdata = {
1174         .smp_prepare_boot_cpu = xen_smp_prepare_boot_cpu,
1175         .smp_prepare_cpus = xen_smp_prepare_cpus,
1176         .cpu_up = xen_cpu_up,
1177         .smp_cpus_done = xen_smp_cpus_done,
1178
1179         .smp_send_stop = xen_smp_send_stop,
1180         .smp_send_reschedule = xen_smp_send_reschedule,
1181         .smp_call_function_mask = xen_smp_call_function_mask,
1182 };
1183 #endif  /* CONFIG_SMP */
1184
1185 static void xen_reboot(int reason)
1186 {
1187         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1188
1189 #ifdef CONFIG_SMP
1190         smp_send_stop();
1191 #endif
1192
1193         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1194                 BUG();
1195 }
1196
1197 static void xen_restart(char *msg)
1198 {
1199         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1200 }
1201
1202 static void xen_emergency_restart(void)
1203 {
1204         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1205 }
1206
1207 static void xen_machine_halt(void)
1208 {
1209         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1210 }
1211
1212 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1213 {
1214         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1215 }
1216
1217 static const struct machine_ops __initdata xen_machine_ops = {
1218         .restart = xen_restart,
1219         .halt = xen_machine_halt,
1220         .power_off = xen_machine_halt,
1221         .shutdown = xen_machine_halt,
1222         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1223         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1224 };
1225
1226
1227 static void __init xen_reserve_top(void)
1228 {
1229         unsigned long top = HYPERVISOR_VIRT_START;
1230         struct xen_platform_parameters pp;
1231
1232         if (HYPERVISOR_xen_version(XENVER_platform_parameters, &pp) == 0)
1233                 top = pp.virt_start;
1234
1235         reserve_top_address(-top + 2 * PAGE_SIZE);
1236 }
1237
1238 /* First C function to be called on Xen boot */
1239 asmlinkage void __init xen_start_kernel(void)
1240 {
1241         pgd_t *pgd;
1242
1243         if (!xen_start_info)
1244                 return;
1245
1246         BUG_ON(memcmp(xen_start_info->magic, "xen-3", 5) != 0);
1247
1248         xen_setup_features();
1249
1250         /* Install Xen paravirt ops */
1251         pv_info = xen_info;
1252         pv_init_ops = xen_init_ops;
1253         pv_time_ops = xen_time_ops;
1254         pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1255         pv_irq_ops = xen_irq_ops;
1256         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1257         pv_mmu_ops = xen_mmu_ops;
1258
1259         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1260                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1261                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1262         }
1263
1264         machine_ops = xen_machine_ops;
1265
1266 #ifdef CONFIG_SMP
1267         smp_ops = xen_smp_ops;
1268 #endif
1269
1270         /* Get mfn list */
1271         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1272                 xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1273
1274         pgd = (pgd_t *)xen_start_info->pt_base;
1275
1276         init_pg_tables_end = __pa(pgd) + xen_start_info->nr_pt_frames*PAGE_SIZE;
1277
1278         init_mm.pgd = pgd; /* use the Xen pagetables to start */
1279
1280         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1281
1282         x86_write_percpu(xen_cr3, __pa(pgd));
1283         x86_write_percpu(xen_current_cr3, __pa(pgd));
1284
1285         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1286            possible map and a non-dummy shared_info. */
1287         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1288
1289         pv_info.kernel_rpl = 1;
1290         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1291                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1292
1293         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1294         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1295         if (!is_initial_xendomain())
1296                 __supported_pte_mask &= ~(_PAGE_PWT | _PAGE_PCD);
1297
1298         /* set the limit of our address space */
1299         xen_reserve_top();
1300
1301         /* set up basic CPUID stuff */
1302         cpu_detect(&new_cpu_data);
1303         new_cpu_data.hard_math = 1;
1304         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1305
1306         /* Poke various useful things into boot_params */
1307         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1308         boot_params.hdr.ramdisk_image = xen_start_info->mod_start
1309                 ? __pa(xen_start_info->mod_start) : 0;
1310         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1311
1312         if (!is_initial_xendomain()) {
1313                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1314                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1315                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1316         }
1317
1318         /* Start the world */
1319         start_kernel();
1320 }