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69  * out of date, but it will never be set early).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