GNU Linux-libre 4.4.284-gnu1
[releases.git] / 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/cpu.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/smp.h>
18 #include <linux/preempt.h>
19 #include <linux/hardirq.h>
20 #include <linux/percpu.h>
21 #include <linux/delay.h>
22 #include <linux/start_kernel.h>
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/kprobes.h>
25 #include <linux/bootmem.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/page-flags.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30 #include <linux/console.h>
31 #include <linux/pci.h>
32 #include <linux/gfp.h>
33 #include <linux/memblock.h>
34 #include <linux/edd.h>
35
36 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
37 #include <linux/kexec.h>
38 #endif
39
40 #include <xen/xen.h>
41 #include <xen/events.h>
42 #include <xen/interface/xen.h>
43 #include <xen/interface/version.h>
44 #include <xen/interface/physdev.h>
45 #include <xen/interface/vcpu.h>
46 #include <xen/interface/memory.h>
47 #include <xen/interface/nmi.h>
48 #include <xen/interface/xen-mca.h>
49 #include <xen/features.h>
50 #include <xen/page.h>
51 #include <xen/hvm.h>
52 #include <xen/hvc-console.h>
53 #include <xen/acpi.h>
54
55 #include <asm/paravirt.h>
56 #include <asm/apic.h>
57 #include <asm/page.h>
58 #include <asm/xen/pci.h>
59 #include <asm/xen/hypercall.h>
60 #include <asm/xen/hypervisor.h>
61 #include <asm/fixmap.h>
62 #include <asm/processor.h>
63 #include <asm/proto.h>
64 #include <asm/msr-index.h>
65 #include <asm/traps.h>
66 #include <asm/setup.h>
67 #include <asm/desc.h>
68 #include <asm/pgalloc.h>
69 #include <asm/pgtable.h>
70 #include <asm/tlbflush.h>
71 #include <asm/reboot.h>
72 #include <asm/stackprotector.h>
73 #include <asm/hypervisor.h>
74 #include <asm/mach_traps.h>
75 #include <asm/mwait.h>
76 #include <asm/pci_x86.h>
77 #include <asm/cpu.h>
78
79 #ifdef CONFIG_ACPI
80 #include <linux/acpi.h>
81 #include <asm/acpi.h>
82 #include <acpi/pdc_intel.h>
83 #include <acpi/processor.h>
84 #include <xen/interface/platform.h>
85 #endif
86
87 #include "xen-ops.h"
88 #include "mmu.h"
89 #include "smp.h"
90 #include "multicalls.h"
91 #include "pmu.h"
92
93 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
94
95 /*
96  * Pointer to the xen_vcpu_info structure or
97  * &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu]. See xen_hvm_init_shared_info
98  * and xen_vcpu_setup for details. By default it points to share_info->vcpu_info
99  * but if the hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info then it can point
100  * to xen_vcpu_info. The pointer is used in __xen_evtchn_do_upcall to
101  * acknowledge pending events.
102  * Also more subtly it is used by the patched version of irq enable/disable
103  * e.g. xen_irq_enable_direct and xen_iret in PV mode.
104  *
105  * The desire to be able to do those mask/unmask operations as a single
106  * instruction by using the per-cpu offset held in %gs is the real reason
107  * vcpu info is in a per-cpu pointer and the original reason for this
108  * hypercall.
109  *
110  */
111 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
112
113 /*
114  * Per CPU pages used if hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info
115  * hypercall. This can be used both in PV and PVHVM mode. The structure
116  * overrides the default per_cpu(xen_vcpu, cpu) value.
117  */
118 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
119
120 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
121 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
122
123 unsigned long *machine_to_phys_mapping = (void *)MACH2PHYS_VIRT_START;
124 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_mapping);
125 unsigned long  machine_to_phys_nr;
126 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_nr);
127
128 struct start_info *xen_start_info;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
130
131 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
132
133 void *xen_initial_gdt;
134
135 RESERVE_BRK(shared_info_page_brk, PAGE_SIZE);
136 __read_mostly int xen_have_vector_callback;
137 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_have_vector_callback);
138
139 /*
140  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
141  * page as soon as fixmap is up and running.
142  */
143 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = &xen_dummy_shared_info;
144
145 /*
146  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
147  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
148  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
149  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
150  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
151  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
152  *
153  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
154  * but we can only optimise if the all are.
155  *
156  * 0: not available, 1: available
157  */
158 static int have_vcpu_info_placement = 1;
159
160 struct tls_descs {
161         struct desc_struct desc[3];
162 };
163
164 /*
165  * Updating the 3 TLS descriptors in the GDT on every task switch is
166  * surprisingly expensive so we avoid updating them if they haven't
167  * changed.  Since Xen writes different descriptors than the one
168  * passed in the update_descriptor hypercall we keep shadow copies to
169  * compare against.
170  */
171 static DEFINE_PER_CPU(struct tls_descs, shadow_tls_desc);
172
173 static void clamp_max_cpus(void)
174 {
175 #ifdef CONFIG_SMP
176         if (setup_max_cpus > MAX_VIRT_CPUS)
177                 setup_max_cpus = MAX_VIRT_CPUS;
178 #endif
179 }
180
181 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
182 {
183         struct vcpu_register_vcpu_info info;
184         int err;
185         struct vcpu_info *vcpup;
186
187         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
188
189         /*
190          * This path is called twice on PVHVM - first during bootup via
191          * smp_init -> xen_hvm_cpu_notify, and then if the VCPU is being
192          * hotplugged: cpu_up -> xen_hvm_cpu_notify.
193          * As we can only do the VCPUOP_register_vcpu_info once lets
194          * not over-write its result.
195          *
196          * For PV it is called during restore (xen_vcpu_restore) and bootup
197          * (xen_setup_vcpu_info_placement). The hotplug mechanism does not
198          * use this function.
199          */
200         if (xen_hvm_domain()) {
201                 if (per_cpu(xen_vcpu, cpu) == &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu))
202                         return;
203         }
204         if (cpu < MAX_VIRT_CPUS)
205                 per_cpu(xen_vcpu,cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
206
207         if (!have_vcpu_info_placement) {
208                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
209                         clamp_max_cpus();
210                 return;
211         }
212
213         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
214         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
215         info.offset = offset_in_page(vcpup);
216
217         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
218            structure where we want it, which allows direct access via
219            a percpu-variable.
220            N.B. This hypercall can _only_ be called once per CPU. Subsequent
221            calls will error out with -EINVAL. This is due to the fact that
222            hypervisor has no unregister variant and this hypercall does not
223            allow to over-write info.mfn and info.offset.
224          */
225         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
226
227         if (err) {
228                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
229                 have_vcpu_info_placement = 0;
230                 clamp_max_cpus();
231         } else {
232                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
233                    later ones fail to. */
234                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
235         }
236 }
237
238 /*
239  * On restore, set the vcpu placement up again.
240  * If it fails, then we're in a bad state, since
241  * we can't back out from using it...
242  */
243 void xen_vcpu_restore(void)
244 {
245         int cpu;
246
247         for_each_possible_cpu(cpu) {
248                 bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
249                 bool is_up = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_is_up, cpu, NULL);
250
251                 if (other_cpu && is_up &&
252                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
253                         BUG();
254
255                 xen_setup_runstate_info(cpu);
256
257                 if (have_vcpu_info_placement)
258                         xen_vcpu_setup(cpu);
259
260                 if (other_cpu && is_up &&
261                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
262                         BUG();
263         }
264 }
265
266 static void __init xen_banner(void)
267 {
268         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
269         struct xen_extraversion extra;
270         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
271
272         pr_info("Booting paravirtualized kernel %son %s\n",
273                 xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap) ?
274                         "with PVH extensions " : "", pv_info.name);
275         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
276                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
277                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
278 }
279 /* Check if running on Xen version (major, minor) or later */
280 bool
281 xen_running_on_version_or_later(unsigned int major, unsigned int minor)
282 {
283         unsigned int version;
284
285         if (!xen_domain())
286                 return false;
287
288         version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
289         if ((((version >> 16) == major) && ((version & 0xffff) >= minor)) ||
290                 ((version >> 16) > major))
291                 return true;
292         return false;
293 }
294
295 #define CPUID_THERM_POWER_LEAF 6
296 #define APERFMPERF_PRESENT 0
297
298 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
299 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
300
301 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
302 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_ecx_val;
303 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_edx_val;
304
305 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
306                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
307 {
308         unsigned maskebx = ~0;
309         unsigned maskecx = ~0;
310         unsigned maskedx = ~0;
311         unsigned setecx = 0;
312         /*
313          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
314          * unsupported kernel subsystems as possible.
315          */
316         switch (*ax) {
317         case 1:
318                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
319                 setecx = cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
320                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
321                 break;
322
323         case CPUID_MWAIT_LEAF:
324                 /* Synthesize the values.. */
325                 *ax = 0;
326                 *bx = 0;
327                 *cx = cpuid_leaf5_ecx_val;
328                 *dx = cpuid_leaf5_edx_val;
329                 return;
330
331         case CPUID_THERM_POWER_LEAF:
332                 /* Disabling APERFMPERF for kernel usage */
333                 maskecx = ~(1 << APERFMPERF_PRESENT);
334                 break;
335
336         case 0xb:
337                 /* Suppress extended topology stuff */
338                 maskebx = 0;
339                 break;
340         }
341
342         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
343                 : "=a" (*ax),
344                   "=b" (*bx),
345                   "=c" (*cx),
346                   "=d" (*dx)
347                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
348
349         *bx &= maskebx;
350         *cx &= maskecx;
351         *cx |= setecx;
352         *dx &= maskedx;
353
354 }
355
356 static bool __init xen_check_mwait(void)
357 {
358 #ifdef CONFIG_ACPI
359         struct xen_platform_op op = {
360                 .cmd                    = XENPF_set_processor_pminfo,
361                 .u.set_pminfo.id        = -1,
362                 .u.set_pminfo.type      = XEN_PM_PDC,
363         };
364         uint32_t buf[3];
365         unsigned int ax, bx, cx, dx;
366         unsigned int mwait_mask;
367
368         /* We need to determine whether it is OK to expose the MWAIT
369          * capability to the kernel to harvest deeper than C3 states from ACPI
370          * _CST using the processor_harvest_xen.c module. For this to work, we
371          * need to gather the MWAIT_LEAF values (which the cstate.c code
372          * checks against). The hypervisor won't expose the MWAIT flag because
373          * it would break backwards compatibility; so we will find out directly
374          * from the hardware and hypercall.
375          */
376         if (!xen_initial_domain())
377                 return false;
378
379         /*
380          * When running under platform earlier than Xen4.2, do not expose
381          * mwait, to avoid the risk of loading native acpi pad driver
382          */
383         if (!xen_running_on_version_or_later(4, 2))
384                 return false;
385
386         ax = 1;
387         cx = 0;
388
389         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
390
391         mwait_mask = (1 << (X86_FEATURE_EST % 32)) |
392                      (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
393
394         if ((cx & mwait_mask) != mwait_mask)
395                 return false;
396
397         /* We need to emulate the MWAIT_LEAF and for that we need both
398          * ecx and edx. The hypercall provides only partial information.
399          */
400
401         ax = CPUID_MWAIT_LEAF;
402         bx = 0;
403         cx = 0;
404         dx = 0;
405
406         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
407
408         /* Ask the Hypervisor whether to clear ACPI_PDC_C_C2C3_FFH. If so,
409          * don't expose MWAIT_LEAF and let ACPI pick the IOPORT version of C3.
410          */
411         buf[0] = ACPI_PDC_REVISION_ID;
412         buf[1] = 1;
413         buf[2] = (ACPI_PDC_C_CAPABILITY_SMP | ACPI_PDC_EST_CAPABILITY_SWSMP);
414
415         set_xen_guest_handle(op.u.set_pminfo.pdc, buf);
416
417         if ((HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0) &&
418             (buf[2] & (ACPI_PDC_C_C1_FFH | ACPI_PDC_C_C2C3_FFH))) {
419                 cpuid_leaf5_ecx_val = cx;
420                 cpuid_leaf5_edx_val = dx;
421         }
422         return true;
423 #else
424         return false;
425 #endif
426 }
427 static void __init xen_init_cpuid_mask(void)
428 {
429         unsigned int ax, bx, cx, dx;
430         unsigned int xsave_mask;
431
432         cpuid_leaf1_edx_mask =
433                 ~((1 << X86_FEATURE_MTRR) |  /* disable MTRR */
434                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
435
436         /*
437          * Xen PV would need some work to support PCID: CR3 handling as well
438          * as xen_flush_tlb_others() would need updating.
439          */
440         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_PCID % 32));  /* disable PCID */
441
442         if (!xen_initial_domain())
443                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
444                         ~((1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
445
446         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_X2APIC % 32));
447
448         ax = 1;
449         cx = 0;
450         cpuid(1, &ax, &bx, &cx, &dx);
451
452         xsave_mask =
453                 (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32)) |
454                 (1 << (X86_FEATURE_OSXSAVE % 32));
455
456         /* Xen will set CR4.OSXSAVE if supported and not disabled by force */
457         if ((cx & xsave_mask) != xsave_mask)
458                 cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~xsave_mask; /* disable XSAVE & OSXSAVE */
459         if (xen_check_mwait())
460                 cpuid_leaf1_ecx_set_mask = (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
461 }
462
463 static void __init xen_init_capabilities(void)
464 {
465         if (xen_pv_domain())
466                 setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_XENPV);
467 }
468
469 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
470 {
471         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
472 }
473
474 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
475 {
476         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
477 }
478
479 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
480 {
481         xen_mc_flush();
482         paravirt_end_context_switch(next);
483 }
484
485 static unsigned long xen_store_tr(void)
486 {
487         return 0;
488 }
489
490 /*
491  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
492  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
493  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
494  * match.
495  */
496 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
497 {
498         int level;
499         pte_t *ptep;
500         pte_t pte;
501         unsigned long pfn;
502         struct page *page;
503         unsigned char dummy;
504
505         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
506         BUG_ON(ptep == NULL);
507
508         pfn = pte_pfn(*ptep);
509         page = pfn_to_page(pfn);
510
511         pte = pfn_pte(pfn, prot);
512
513         /*
514          * Careful: update_va_mapping() will fail if the virtual address
515          * we're poking isn't populated in the page tables.  We don't
516          * need to worry about the direct map (that's always in the page
517          * tables), but we need to be careful about vmap space.  In
518          * particular, the top level page table can lazily propagate
519          * entries between processes, so if we've switched mms since we
520          * vmapped the target in the first place, we might not have the
521          * top-level page table entry populated.
522          *
523          * We disable preemption because we want the same mm active when
524          * we probe the target and when we issue the hypercall.  We'll
525          * have the same nominal mm, but if we're a kernel thread, lazy
526          * mm dropping could change our pgd.
527          *
528          * Out of an abundance of caution, this uses __get_user() to fault
529          * in the target address just in case there's some obscure case
530          * in which the target address isn't readable.
531          */
532
533         preempt_disable();
534
535         pagefault_disable();    /* Avoid warnings due to being atomic. */
536         __get_user(dummy, (unsigned char __user __force *)v);
537         pagefault_enable();
538
539         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
540                 BUG();
541
542         if (!PageHighMem(page)) {
543                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
544
545                 if (av != v)
546                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
547                                 BUG();
548         } else
549                 kmap_flush_unused();
550
551         preempt_enable();
552 }
553
554 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
555 {
556         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
557         int i;
558
559         /*
560          * We need to mark the all aliases of the LDT pages RO.  We
561          * don't need to call vm_flush_aliases(), though, since that's
562          * only responsible for flushing aliases out the TLBs, not the
563          * page tables, and Xen will flush the TLB for us if needed.
564          *
565          * To avoid confusing future readers: none of this is necessary
566          * to load the LDT.  The hypervisor only checks this when the
567          * LDT is faulted in due to subsequent descriptor access.
568          */
569
570         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
571                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
572 }
573
574 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
575 {
576         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
577         int i;
578
579         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
580                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
581 }
582
583 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
584 {
585         struct mmuext_op *op;
586         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
587
588         trace_xen_cpu_set_ldt(addr, entries);
589
590         op = mcs.args;
591         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
592         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
593         op->arg2.nr_ents = entries;
594
595         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
596
597         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
598 }
599
600 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
601 {
602         unsigned long va = dtr->address;
603         unsigned int size = dtr->size + 1;
604         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
605         unsigned long frames[pages];
606         int f;
607
608         /*
609          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
610          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
611          */
612
613         BUG_ON(size > 65536);
614         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
615
616         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
617                 int level;
618                 pte_t *ptep;
619                 unsigned long pfn, mfn;
620                 void *virt;
621
622                 /*
623                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
624                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
625                  * page-walk to get the underlying MFN for the
626                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
627                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
628                  */
629                 ptep = lookup_address(va, &level);
630                 BUG_ON(ptep == NULL);
631
632                 pfn = pte_pfn(*ptep);
633                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
634                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
635
636                 frames[f] = mfn;
637
638                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
639                 make_lowmem_page_readonly(virt);
640         }
641
642         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
643                 BUG();
644 }
645
646 /*
647  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
648  */
649 static void __init xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
650 {
651         unsigned long va = dtr->address;
652         unsigned int size = dtr->size + 1;
653         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
654         unsigned long frames[pages];
655         int f;
656
657         /*
658          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
659          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
660          */
661
662         BUG_ON(size > 65536);
663         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
664
665         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
666                 pte_t pte;
667                 unsigned long pfn, mfn;
668
669                 pfn = virt_to_pfn(va);
670                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
671
672                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
673
674                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
675                         BUG();
676
677                 frames[f] = mfn;
678         }
679
680         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
681                 BUG();
682 }
683
684 static inline bool desc_equal(const struct desc_struct *d1,
685                               const struct desc_struct *d2)
686 {
687         return d1->a == d2->a && d1->b == d2->b;
688 }
689
690 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
691                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
692 {
693         struct desc_struct *shadow = &per_cpu(shadow_tls_desc, cpu).desc[i];
694         struct desc_struct *gdt;
695         xmaddr_t maddr;
696         struct multicall_space mc;
697
698         if (desc_equal(shadow, &t->tls_array[i]))
699                 return;
700
701         *shadow = t->tls_array[i];
702
703         gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
704         maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
705         mc = __xen_mc_entry(0);
706
707         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
708 }
709
710 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
711 {
712         /*
713          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
714          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
715          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
716          * can zero it out to prevent faults on exit from the
717          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
718          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
719          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
720          * save/restore %gs for normal hypercalls.
721          *
722          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
723          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
724          * must not zero %gs on x86_64
725          *
726          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
727          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
728          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
729          */
730         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
731 #ifdef CONFIG_X86_32
732                 lazy_load_gs(0);
733 #else
734                 loadsegment(fs, 0);
735 #endif
736         }
737
738         xen_mc_batch();
739
740         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
741         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
742         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
743
744         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
745 }
746
747 #ifdef CONFIG_X86_64
748 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
749 {
750         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
751                 BUG();
752 }
753 #endif
754
755 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
756                                 const void *ptr)
757 {
758         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
759         u64 entry = *(u64 *)ptr;
760
761         trace_xen_cpu_write_ldt_entry(dt, entrynum, entry);
762
763         preempt_disable();
764
765         xen_mc_flush();
766         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
767                 BUG();
768
769         preempt_enable();
770 }
771
772 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
773                             struct trap_info *info)
774 {
775         unsigned long addr;
776
777         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
778                 return 0;
779
780         info->vector = vector;
781
782         addr = gate_offset(*val);
783 #ifdef CONFIG_X86_64
784         /*
785          * Look for known traps using IST, and substitute them
786          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
787          * about.  Xen will handle faults like double_fault,
788          * so we should never see them.  Warn if
789          * there's an unexpected IST-using fault handler.
790          */
791         if (addr == (unsigned long)debug)
792                 addr = (unsigned long)xen_debug;
793         else if (addr == (unsigned long)int3)
794                 addr = (unsigned long)xen_int3;
795         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
796                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
797         else if (addr == (unsigned long)double_fault) {
798                 /* Don't need to handle these */
799                 return 0;
800 #ifdef CONFIG_X86_MCE
801         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
802                 /*
803                  * when xen hypervisor inject vMCE to guest,
804                  * use native mce handler to handle it
805                  */
806                 ;
807 #endif
808         } else if (addr == (unsigned long)nmi)
809                 /*
810                  * Use the native version as well.
811                  */
812                 ;
813         else {
814                 /* Some other trap using IST? */
815                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
816                         return 0;
817         }
818 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
819         info->address = addr;
820
821         info->cs = gate_segment(*val);
822         info->flags = val->dpl;
823         /* interrupt gates clear IF */
824         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
825                 info->flags |= 1 << 2;
826
827         return 1;
828 }
829
830 /* Locations of each CPU's IDT */
831 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
832
833 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
834    also update Xen. */
835 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
836 {
837         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
838         unsigned long start, end;
839
840         trace_xen_cpu_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
841
842         preempt_disable();
843
844         start = __this_cpu_read(idt_desc.address);
845         end = start + __this_cpu_read(idt_desc.size) + 1;
846
847         xen_mc_flush();
848
849         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
850
851         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
852                 struct trap_info info[2];
853
854                 info[1].address = 0;
855
856                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
857                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
858                                 BUG();
859         }
860
861         preempt_enable();
862 }
863
864 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
865                                   struct trap_info *traps)
866 {
867         unsigned in, out, count;
868
869         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
870         BUG_ON(count > 256);
871
872         for (in = out = 0; in < count; in++) {
873                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
874
875                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
876                         out++;
877         }
878         traps[out].address = 0;
879 }
880
881 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
882 {
883         const struct desc_ptr *desc = this_cpu_ptr(&idt_desc);
884
885         xen_convert_trap_info(desc, traps);
886 }
887
888 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
889    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
890    it avoids allocation, and saves stack space). */
891 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
892 {
893         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
894         static struct trap_info traps[257];
895
896         trace_xen_cpu_load_idt(desc);
897
898         spin_lock(&lock);
899
900         memcpy(this_cpu_ptr(&idt_desc), desc, sizeof(idt_desc));
901
902         xen_convert_trap_info(desc, traps);
903
904         xen_mc_flush();
905         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
906                 BUG();
907
908         spin_unlock(&lock);
909 }
910
911 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
912    they're handled differently. */
913 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
914                                 const void *desc, int type)
915 {
916         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
917
918         preempt_disable();
919
920         switch (type) {
921         case DESC_LDT:
922         case DESC_TSS:
923                 /* ignore */
924                 break;
925
926         default: {
927                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
928
929                 xen_mc_flush();
930                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
931                         BUG();
932         }
933
934         }
935
936         preempt_enable();
937 }
938
939 /*
940  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
941  * update an entry as simply as possible.
942  */
943 static void __init xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
944                                             const void *desc, int type)
945 {
946         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
947
948         switch (type) {
949         case DESC_LDT:
950         case DESC_TSS:
951                 /* ignore */
952                 break;
953
954         default: {
955                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
956
957                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
958                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
959         }
960
961         }
962 }
963
964 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
965                          struct thread_struct *thread)
966 {
967         struct multicall_space mcs;
968
969         mcs = xen_mc_entry(0);
970         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
971         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
972         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
973 }
974
975 void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
976 {
977         struct physdev_set_iopl set_iopl;
978
979         /* Force the change at ring 0. */
980         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
981         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
982 }
983
984 static void xen_io_delay(void)
985 {
986 }
987
988 static void xen_clts(void)
989 {
990         struct multicall_space mcs;
991
992         mcs = xen_mc_entry(0);
993
994         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
995
996         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
997 }
998
999 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
1000
1001 static unsigned long xen_read_cr0(void)
1002 {
1003         unsigned long cr0 = this_cpu_read(xen_cr0_value);
1004
1005         if (unlikely(cr0 == 0)) {
1006                 cr0 = native_read_cr0();
1007                 this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
1008         }
1009
1010         return cr0;
1011 }
1012
1013 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
1014 {
1015         struct multicall_space mcs;
1016
1017         this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
1018
1019         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
1020            ignored. */
1021         mcs = xen_mc_entry(0);
1022
1023         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
1024
1025         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1026 }
1027
1028 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
1029 {
1030         cr4 &= ~(X86_CR4_PGE | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PCE);
1031
1032         native_write_cr4(cr4);
1033 }
1034 #ifdef CONFIG_X86_64
1035 static inline unsigned long xen_read_cr8(void)
1036 {
1037         return 0;
1038 }
1039 static inline void xen_write_cr8(unsigned long val)
1040 {
1041         BUG_ON(val);
1042 }
1043 #endif
1044
1045 static u64 xen_read_msr_safe(unsigned int msr, int *err)
1046 {
1047         u64 val;
1048
1049         if (pmu_msr_read(msr, &val, err))
1050                 return val;
1051
1052         val = native_read_msr_safe(msr, err);
1053         switch (msr) {
1054         case MSR_IA32_APICBASE:
1055 #ifdef CONFIG_X86_X2APIC
1056                 if (!(cpuid_ecx(1) & (1 << (X86_FEATURE_X2APIC & 31))))
1057 #endif
1058                         val &= ~X2APIC_ENABLE;
1059                 break;
1060         }
1061         return val;
1062 }
1063
1064 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
1065 {
1066         int ret;
1067
1068         ret = 0;
1069
1070         switch (msr) {
1071 #ifdef CONFIG_X86_64
1072                 unsigned which;
1073                 u64 base;
1074
1075         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
1076         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
1077         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
1078
1079         set:
1080                 base = ((u64)high << 32) | low;
1081                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
1082                         ret = -EIO;
1083                 break;
1084 #endif
1085
1086         case MSR_STAR:
1087         case MSR_CSTAR:
1088         case MSR_LSTAR:
1089         case MSR_SYSCALL_MASK:
1090         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
1091         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
1092         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
1093                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
1094                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
1095                    Xen console noise. */
1096                 break;
1097
1098         default:
1099                 if (!pmu_msr_write(msr, low, high, &ret))
1100                         ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
1101         }
1102
1103         return ret;
1104 }
1105
1106 void xen_setup_shared_info(void)
1107 {
1108         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1109                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
1110                            xen_start_info->shared_info);
1111
1112                 HYPERVISOR_shared_info =
1113                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
1114         } else
1115                 HYPERVISOR_shared_info =
1116                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
1117
1118 #ifndef CONFIG_SMP
1119         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
1120         xen_setup_vcpu_info_placement();
1121 #endif
1122
1123         xen_setup_mfn_list_list();
1124 }
1125
1126 /* This is called once we have the cpu_possible_mask */
1127 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
1128 {
1129         int cpu;
1130
1131         for_each_possible_cpu(cpu)
1132                 xen_vcpu_setup(cpu);
1133
1134         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
1135          * percpu area for all cpus, so make use of it. Note that for
1136          * PVH we want to use native IRQ mechanism. */
1137         if (have_vcpu_info_placement && !xen_pvh_domain()) {
1138                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
1139                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
1140                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
1141                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
1142                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
1143         }
1144 }
1145
1146 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
1147                           unsigned long addr, unsigned len)
1148 {
1149         char *start, *end, *reloc;
1150         unsigned ret;
1151
1152         start = end = reloc = NULL;
1153
1154 #define SITE(op, x)                                                     \
1155         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
1156         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
1157                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
1158                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
1159                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
1160         }                                                               \
1161         goto patch_site
1162
1163         switch (type) {
1164                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
1165                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
1166                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
1167                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
1168 #undef SITE
1169
1170         patch_site:
1171                 if (start == NULL || (end-start) > len)
1172                         goto default_patch;
1173
1174                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
1175
1176                 /* Note: because reloc is assigned from something that
1177                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
1178                    but doesn't know its relationship with start and
1179                    end. */
1180                 if (reloc > start && reloc < end) {
1181                         int reloc_off = reloc - start;
1182                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
1183                         long delta = start - (char *)addr;
1184
1185                         *relocp += delta;
1186                 }
1187                 break;
1188
1189         default_patch:
1190         default:
1191                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
1192                                              addr, len);
1193                 break;
1194         }
1195
1196         return ret;
1197 }
1198
1199 static const struct pv_info xen_info __initconst = {
1200         .paravirt_enabled = 1,
1201         .shared_kernel_pmd = 0,
1202
1203 #ifdef CONFIG_X86_64
1204         .extra_user_64bit_cs = FLAT_USER_CS64,
1205 #endif
1206         .features = 0,
1207         .name = "Xen",
1208 };
1209
1210 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initconst = {
1211         .patch = xen_patch,
1212 };
1213
1214 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initconst = {
1215         .cpuid = xen_cpuid,
1216
1217         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
1218         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
1219
1220         .clts = xen_clts,
1221
1222         .read_cr0 = xen_read_cr0,
1223         .write_cr0 = xen_write_cr0,
1224
1225         .read_cr4 = native_read_cr4,
1226         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
1227         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1228
1229 #ifdef CONFIG_X86_64
1230         .read_cr8 = xen_read_cr8,
1231         .write_cr8 = xen_write_cr8,
1232 #endif
1233
1234         .wbinvd = native_wbinvd,
1235
1236         .read_msr = xen_read_msr_safe,
1237         .write_msr = xen_write_msr_safe,
1238
1239         .read_pmc = xen_read_pmc,
1240
1241         .iret = xen_iret,
1242 #ifdef CONFIG_X86_64
1243         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
1244 #endif
1245
1246         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1247         .set_ldt = xen_set_ldt,
1248         .load_gdt = xen_load_gdt,
1249         .load_idt = xen_load_idt,
1250         .load_tls = xen_load_tls,
1251 #ifdef CONFIG_X86_64
1252         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
1253 #endif
1254
1255         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
1256         .free_ldt = xen_free_ldt,
1257
1258         .store_idt = native_store_idt,
1259         .store_tr = xen_store_tr,
1260
1261         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1262         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1263         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1264         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1265
1266         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1267         .io_delay = xen_io_delay,
1268
1269         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
1270         .swapgs = paravirt_nop,
1271
1272         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
1273         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
1274 };
1275
1276 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initconst = {
1277 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1278         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1279 #endif
1280 };
1281
1282 static void xen_reboot(int reason)
1283 {
1284         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1285         int cpu;
1286
1287         for_each_online_cpu(cpu)
1288                 xen_pmu_finish(cpu);
1289
1290         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1291                 BUG();
1292 }
1293
1294 static void xen_restart(char *msg)
1295 {
1296         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1297 }
1298
1299 static void xen_emergency_restart(void)
1300 {
1301         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1302 }
1303
1304 static void xen_machine_halt(void)
1305 {
1306         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1307 }
1308
1309 static void xen_machine_power_off(void)
1310 {
1311         if (pm_power_off)
1312                 pm_power_off();
1313         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1314 }
1315
1316 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1317 {
1318         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1319 }
1320
1321 static int
1322 xen_panic_event(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr)
1323 {
1324         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1325         return NOTIFY_DONE;
1326 }
1327
1328 static struct notifier_block xen_panic_block = {
1329         .notifier_call= xen_panic_event,
1330         .priority = INT_MIN
1331 };
1332
1333 int xen_panic_handler_init(void)
1334 {
1335         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &xen_panic_block);
1336         return 0;
1337 }
1338
1339 static const struct machine_ops xen_machine_ops __initconst = {
1340         .restart = xen_restart,
1341         .halt = xen_machine_halt,
1342         .power_off = xen_machine_power_off,
1343         .shutdown = xen_machine_halt,
1344         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1345         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1346 };
1347
1348 static unsigned char xen_get_nmi_reason(void)
1349 {
1350         unsigned char reason = 0;
1351
1352         /* Construct a value which looks like it came from port 0x61. */
1353         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_io_error,
1354                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1355                 reason |= NMI_REASON_IOCHK;
1356         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_pci_serr,
1357                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1358                 reason |= NMI_REASON_SERR;
1359
1360         return reason;
1361 }
1362
1363 static void __init xen_boot_params_init_edd(void)
1364 {
1365 #if IS_ENABLED(CONFIG_EDD)
1366         struct xen_platform_op op;
1367         struct edd_info *edd_info;
1368         u32 *mbr_signature;
1369         unsigned nr;
1370         int ret;
1371
1372         edd_info = boot_params.eddbuf;
1373         mbr_signature = boot_params.edd_mbr_sig_buffer;
1374
1375         op.cmd = XENPF_firmware_info;
1376
1377         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_INFO;
1378         for (nr = 0; nr < EDDMAXNR; nr++) {
1379                 struct edd_info *info = edd_info + nr;
1380
1381                 op.u.firmware_info.index = nr;
1382                 info->params.length = sizeof(info->params);
1383                 set_xen_guest_handle(op.u.firmware_info.u.disk_info.edd_params,
1384                                      &info->params);
1385                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1386                 if (ret)
1387                         break;
1388
1389 #define C(x) info->x = op.u.firmware_info.u.disk_info.x
1390                 C(device);
1391                 C(version);
1392                 C(interface_support);
1393                 C(legacy_max_cylinder);
1394                 C(legacy_max_head);
1395                 C(legacy_sectors_per_track);
1396 #undef C
1397         }
1398         boot_params.eddbuf_entries = nr;
1399
1400         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_MBR_SIGNATURE;
1401         for (nr = 0; nr < EDD_MBR_SIG_MAX; nr++) {
1402                 op.u.firmware_info.index = nr;
1403                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1404                 if (ret)
1405                         break;
1406                 mbr_signature[nr] = op.u.firmware_info.u.disk_mbr_signature.mbr_signature;
1407         }
1408         boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries = nr;
1409 #endif
1410 }
1411
1412 /*
1413  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1414  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1415  * function, which is most of the kernel.
1416  *
1417  * Note, that it is __ref because the only caller of this after init
1418  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1419  * __init functions.
1420  */
1421 static void __ref xen_setup_gdt(int cpu)
1422 {
1423         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1424 #ifdef CONFIG_X86_64
1425                 unsigned long dummy;
1426
1427                 load_percpu_segment(cpu); /* We need to access per-cpu area */
1428                 switch_to_new_gdt(cpu); /* GDT and GS set */
1429
1430                 /* We are switching of the Xen provided GDT to our HVM mode
1431                  * GDT. The new GDT has  __KERNEL_CS with CS.L = 1
1432                  * and we are jumping to reload it.
1433                  */
1434                 asm volatile ("pushq %0\n"
1435                               "leaq 1f(%%rip),%0\n"
1436                               "pushq %0\n"
1437                               "lretq\n"
1438                               "1:\n"
1439                               : "=&r" (dummy) : "0" (__KERNEL_CS));
1440
1441                 /*
1442                  * While not needed, we also set the %es, %ds, and %fs
1443                  * to zero. We don't care about %ss as it is NULL.
1444                  * Strictly speaking this is not needed as Xen zeros those
1445                  * out (and also MSR_FS_BASE, MSR_GS_BASE, MSR_KERNEL_GS_BASE)
1446                  *
1447                  * Linux zeros them in cpu_init() and in secondary_startup_64
1448                  * (for BSP).
1449                  */
1450                 loadsegment(es, 0);
1451                 loadsegment(ds, 0);
1452                 loadsegment(fs, 0);
1453 #else
1454                 /* PVH: TODO Implement. */
1455                 BUG();
1456 #endif
1457                 return; /* PVH does not need any PV GDT ops. */
1458         }
1459         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1460         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1461
1462         setup_stack_canary_segment(0);
1463         switch_to_new_gdt(0);
1464
1465         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1466         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1467 }
1468
1469 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1470 /*
1471  * A PV guest starts with default flags that are not set for PVH, set them
1472  * here asap.
1473  */
1474 static void xen_pvh_set_cr_flags(int cpu)
1475 {
1476
1477         /* Some of these are setup in 'secondary_startup_64'. The others:
1478          * X86_CR0_TS, X86_CR0_PE, X86_CR0_ET are set by Xen for HVM guests
1479          * (which PVH shared codepaths), while X86_CR0_PG is for PVH. */
1480         write_cr0(read_cr0() | X86_CR0_MP | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM);
1481
1482         if (!cpu)
1483                 return;
1484         /*
1485          * For BSP, PSE PGE are set in probe_page_size_mask(), for APs
1486          * set them here. For all, OSFXSR OSXMMEXCPT are set in fpu__init_cpu().
1487         */
1488         if (cpu_has_pse)
1489                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PSE);
1490
1491         if (cpu_has_pge)
1492                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PGE);
1493 }
1494
1495 /*
1496  * Note, that it is ref - because the only caller of this after init
1497  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1498  * __init functions.
1499  */
1500 void __ref xen_pvh_secondary_vcpu_init(int cpu)
1501 {
1502         xen_setup_gdt(cpu);
1503         xen_pvh_set_cr_flags(cpu);
1504 }
1505
1506 static void __init xen_pvh_early_guest_init(void)
1507 {
1508         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1509                 return;
1510
1511         if (!xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1512                 return;
1513
1514         xen_have_vector_callback = 1;
1515
1516         xen_pvh_early_cpu_init(0, false);
1517         xen_pvh_set_cr_flags(0);
1518
1519 #ifdef CONFIG_X86_32
1520         BUG(); /* PVH: Implement proper support. */
1521 #endif
1522 }
1523 #endif    /* CONFIG_XEN_PVH */
1524
1525 /* First C function to be called on Xen boot */
1526 asmlinkage __visible void __init xen_start_kernel(void)
1527 {
1528         struct physdev_set_iopl set_iopl;
1529         unsigned long initrd_start = 0;
1530         int rc;
1531
1532         if (!xen_start_info)
1533                 return;
1534
1535         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1536
1537         xen_setup_features();
1538 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1539         xen_pvh_early_guest_init();
1540 #endif
1541         xen_setup_machphys_mapping();
1542
1543         /* Install Xen paravirt ops */
1544         pv_info = xen_info;
1545         if (xen_initial_domain())
1546                 pv_info.features |= PV_SUPPORTED_RTC;
1547         pv_init_ops = xen_init_ops;
1548         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1549         if (!xen_pvh_domain()) {
1550                 pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1551
1552                 x86_platform.get_nmi_reason = xen_get_nmi_reason;
1553         }
1554
1555         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1556                 x86_init.resources.memory_setup = xen_auto_xlated_memory_setup;
1557         else
1558                 x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1559         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1560         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1561
1562         xen_init_time_ops();
1563
1564         /*
1565          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1566          */
1567
1568         xen_init_mmu_ops();
1569
1570         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1571         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1572
1573         /*
1574          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even
1575          * if CONFIG_HIGHPTE is enabled.
1576          */
1577         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
1578
1579         /* Work out if we support NX */
1580         x86_configure_nx();
1581
1582         /* Get mfn list */
1583         xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1584
1585         /*
1586          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1587          * -fstack-protector code can be executed.
1588          */
1589         xen_setup_gdt(0);
1590
1591         xen_init_irq_ops();
1592         xen_init_cpuid_mask();
1593         xen_init_capabilities();
1594
1595 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1596         /*
1597          * set up the basic apic ops.
1598          */
1599         xen_init_apic();
1600 #endif
1601
1602         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1603                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1604                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1605         }
1606
1607         machine_ops = xen_machine_ops;
1608
1609         /*
1610          * The only reliable way to retain the initial address of the
1611          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1612          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1613          */
1614         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1615
1616         xen_smp_init();
1617
1618 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1619         /*
1620          * The pages we from Xen are not related to machine pages, so
1621          * any NUMA information the kernel tries to get from ACPI will
1622          * be meaningless.  Prevent it from trying.
1623          */
1624         acpi_numa = -1;
1625 #endif
1626         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1627            possible map and a non-dummy shared_info. */
1628         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1629
1630         local_irq_disable();
1631         early_boot_irqs_disabled = true;
1632
1633         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1634         xen_setup_kernel_pagetable((pgd_t *)xen_start_info->pt_base,
1635                                    xen_start_info->nr_pages);
1636         xen_reserve_special_pages();
1637
1638         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1639
1640 #ifdef CONFIG_X86_32
1641         pv_info.kernel_rpl = 1;
1642         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1643                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1644 #else
1645         pv_info.kernel_rpl = 0;
1646 #endif
1647         /* set the limit of our address space */
1648         xen_reserve_top();
1649
1650         /* PVH: runs at default kernel iopl of 0 */
1651         if (!xen_pvh_domain()) {
1652                 /*
1653                  * We used to do this in xen_arch_setup, but that is too late
1654                  * on AMD were early_cpu_init (run before ->arch_setup()) calls
1655                  * early_amd_init which pokes 0xcf8 port.
1656                  */
1657                 set_iopl.iopl = 1;
1658                 rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
1659                 if (rc != 0)
1660                         xen_raw_printk("physdev_op failed %d\n", rc);
1661         }
1662
1663 #ifdef CONFIG_X86_32
1664         /* set up basic CPUID stuff */
1665         cpu_detect(&new_cpu_data);
1666         set_cpu_cap(&new_cpu_data, X86_FEATURE_FPU);
1667         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1668         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1669 #endif
1670
1671         if (xen_start_info->mod_start) {
1672             if (xen_start_info->flags & SIF_MOD_START_PFN)
1673                 initrd_start = PFN_PHYS(xen_start_info->mod_start);
1674             else
1675                 initrd_start = __pa(xen_start_info->mod_start);
1676         }
1677
1678         /* Poke various useful things into boot_params */
1679         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1680         boot_params.hdr.ramdisk_image = initrd_start;
1681         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1682         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1683
1684         if (!xen_initial_domain()) {
1685                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1686                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1687                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1688                 if (pci_xen)
1689                         x86_init.pci.arch_init = pci_xen_init;
1690         } else {
1691                 const struct dom0_vga_console_info *info =
1692                         (void *)((char *)xen_start_info +
1693                                  xen_start_info->console.dom0.info_off);
1694                 struct xen_platform_op op = {
1695                         .cmd = XENPF_firmware_info,
1696                         .interface_version = XENPF_INTERFACE_VERSION,
1697                         .u.firmware_info.type = XEN_FW_KBD_SHIFT_FLAGS,
1698                 };
1699
1700                 xen_init_vga(info, xen_start_info->console.dom0.info_size);
1701                 xen_start_info->console.domU.mfn = 0;
1702                 xen_start_info->console.domU.evtchn = 0;
1703
1704                 if (HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0)
1705                         boot_params.kbd_status = op.u.firmware_info.u.kbd_shift_flags;
1706
1707                 /* Make sure ACS will be enabled */
1708                 pci_request_acs();
1709
1710                 xen_acpi_sleep_register();
1711
1712                 /* Avoid searching for BIOS MP tables */
1713                 x86_init.mpparse.find_smp_config = x86_init_noop;
1714                 x86_init.mpparse.get_smp_config = x86_init_uint_noop;
1715
1716                 xen_boot_params_init_edd();
1717         }
1718 #ifdef CONFIG_PCI
1719         /* PCI BIOS service won't work from a PV guest. */
1720         pci_probe &= ~PCI_PROBE_BIOS;
1721 #endif
1722         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1723
1724         xen_setup_runstate_info(0);
1725
1726         xen_efi_init();
1727
1728         /* Start the world */
1729 #ifdef CONFIG_X86_32
1730         i386_start_kernel();
1731 #else
1732         cr4_init_shadow(); /* 32b kernel does this in i386_start_kernel() */
1733         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1734 #endif
1735 }
1736
1737 void __ref xen_hvm_init_shared_info(void)
1738 {
1739         int cpu;
1740         struct xen_add_to_physmap xatp;
1741         static struct shared_info *shared_info_page = 0;
1742
1743         if (!shared_info_page)
1744                 shared_info_page = (struct shared_info *)
1745                         extend_brk(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1746         xatp.domid = DOMID_SELF;
1747         xatp.idx = 0;
1748         xatp.space = XENMAPSPACE_shared_info;
1749         xatp.gpfn = __pa(shared_info_page) >> PAGE_SHIFT;
1750         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_add_to_physmap, &xatp))
1751                 BUG();
1752
1753         HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)shared_info_page;
1754
1755         /* xen_vcpu is a pointer to the vcpu_info struct in the shared_info
1756          * page, we use it in the event channel upcall and in some pvclock
1757          * related functions. We don't need the vcpu_info placement
1758          * optimizations because we don't use any pv_mmu or pv_irq op on
1759          * HVM.
1760          * When xen_hvm_init_shared_info is run at boot time only vcpu 0 is
1761          * online but xen_hvm_init_shared_info is run at resume time too and
1762          * in that case multiple vcpus might be online. */
1763         for_each_online_cpu(cpu) {
1764                 /* Leave it to be NULL. */
1765                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
1766                         continue;
1767                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
1768         }
1769 }
1770
1771 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1772 static void __init init_hvm_pv_info(void)
1773 {
1774         int major, minor;
1775         uint32_t eax, ebx, ecx, edx, pages, msr, base;
1776         u64 pfn;
1777
1778         base = xen_cpuid_base();
1779         cpuid(base + 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1780
1781         major = eax >> 16;
1782         minor = eax & 0xffff;
1783         printk(KERN_INFO "Xen version %d.%d.\n", major, minor);
1784
1785         cpuid(base + 2, &pages, &msr, &ecx, &edx);
1786
1787         pfn = __pa(hypercall_page);
1788         wrmsr_safe(msr, (u32)pfn, (u32)(pfn >> 32));
1789
1790         xen_setup_features();
1791
1792         pv_info.name = "Xen HVM";
1793
1794         xen_domain_type = XEN_HVM_DOMAIN;
1795 }
1796
1797 static int xen_hvm_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
1798                               void *hcpu)
1799 {
1800         int cpu = (long)hcpu;
1801         switch (action) {
1802         case CPU_UP_PREPARE:
1803                 xen_vcpu_setup(cpu);
1804                 if (xen_have_vector_callback) {
1805                         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_safe_pvclock))
1806                                 xen_setup_timer(cpu);
1807                 }
1808                 break;
1809         default:
1810                 break;
1811         }
1812         return NOTIFY_OK;
1813 }
1814
1815 static struct notifier_block xen_hvm_cpu_notifier = {
1816         .notifier_call  = xen_hvm_cpu_notify,
1817 };
1818
1819 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
1820 static void xen_hvm_shutdown(void)
1821 {
1822         native_machine_shutdown();
1823         if (kexec_in_progress)
1824                 xen_reboot(SHUTDOWN_soft_reset);
1825 }
1826
1827 static void xen_hvm_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1828 {
1829         native_machine_crash_shutdown(regs);
1830         xen_reboot(SHUTDOWN_soft_reset);
1831 }
1832 #endif
1833
1834 static void __init xen_hvm_guest_init(void)
1835 {
1836         if (xen_pv_domain())
1837                 return;
1838
1839         init_hvm_pv_info();
1840
1841         xen_hvm_init_shared_info();
1842
1843         xen_panic_handler_init();
1844
1845         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1846                 xen_have_vector_callback = 1;
1847         xen_hvm_smp_init();
1848         register_cpu_notifier(&xen_hvm_cpu_notifier);
1849         xen_unplug_emulated_devices();
1850         x86_init.irqs.intr_init = xen_init_IRQ;
1851         xen_hvm_init_time_ops();
1852         xen_hvm_init_mmu_ops();
1853 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
1854         machine_ops.shutdown = xen_hvm_shutdown;
1855         machine_ops.crash_shutdown = xen_hvm_crash_shutdown;
1856 #endif
1857 }
1858 #endif
1859
1860 static bool xen_nopv = false;
1861 static __init int xen_parse_nopv(char *arg)
1862 {
1863        xen_nopv = true;
1864        return 0;
1865 }
1866 early_param("xen_nopv", xen_parse_nopv);
1867
1868 static uint32_t __init xen_platform(void)
1869 {
1870         if (xen_nopv)
1871                 return 0;
1872
1873         return xen_cpuid_base();
1874 }
1875
1876 bool xen_hvm_need_lapic(void)
1877 {
1878         if (xen_nopv)
1879                 return false;
1880         if (xen_pv_domain())
1881                 return false;
1882         if (!xen_hvm_domain())
1883                 return false;
1884         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs) && xen_have_vector_callback)
1885                 return false;
1886         return true;
1887 }
1888 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_hvm_need_lapic);
1889
1890 const struct hypervisor_x86 x86_hyper_xen = {
1891         .name                   = "Xen",
1892         .detect                 = xen_platform,
1893 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1894         .init_platform          = xen_hvm_guest_init,
1895 #endif
1896         .x2apic_available       = xen_x2apic_para_available,
1897 };
1898 EXPORT_SYMBOL(x86_hyper_xen);
1899
1900 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1901 void xen_arch_register_cpu(int num)
1902 {
1903         arch_register_cpu(num);
1904 }
1905 EXPORT_SYMBOL(xen_arch_register_cpu);
1906
1907 void xen_arch_unregister_cpu(int num)
1908 {
1909         arch_unregister_cpu(num);
1910 }
1911 EXPORT_SYMBOL(xen_arch_unregister_cpu);
1912 #endif