]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/x86/xen/setup.c
Merge tag 'stable/for-linus-3.16-rc1-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kerne...
[karo-tx-linux.git] / arch / x86 / xen / setup.c
1 /*
2  * Machine specific setup for xen
3  *
4  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
5  */
6
7 #include <linux/module.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/pm.h>
11 #include <linux/memblock.h>
12 #include <linux/cpuidle.h>
13 #include <linux/cpufreq.h>
14
15 #include <asm/elf.h>
16 #include <asm/vdso.h>
17 #include <asm/e820.h>
18 #include <asm/setup.h>
19 #include <asm/acpi.h>
20 #include <asm/numa.h>
21 #include <asm/xen/hypervisor.h>
22 #include <asm/xen/hypercall.h>
23
24 #include <xen/xen.h>
25 #include <xen/page.h>
26 #include <xen/interface/callback.h>
27 #include <xen/interface/memory.h>
28 #include <xen/interface/physdev.h>
29 #include <xen/features.h>
30 #include "xen-ops.h"
31 #include "vdso.h"
32
33 /* These are code, but not functions.  Defined in entry.S */
34 extern const char xen_hypervisor_callback[];
35 extern const char xen_failsafe_callback[];
36 #ifdef CONFIG_X86_64
37 extern asmlinkage void nmi(void);
38 #endif
39 extern void xen_sysenter_target(void);
40 extern void xen_syscall_target(void);
41 extern void xen_syscall32_target(void);
42
43 /* Amount of extra memory space we add to the e820 ranges */
44 struct xen_memory_region xen_extra_mem[XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS] __initdata;
45
46 /* Number of pages released from the initial allocation. */
47 unsigned long xen_released_pages;
48
49 /* 
50  * The maximum amount of extra memory compared to the base size.  The
51  * main scaling factor is the size of struct page.  At extreme ratios
52  * of base:extra, all the base memory can be filled with page
53  * structures for the extra memory, leaving no space for anything
54  * else.
55  * 
56  * 10x seems like a reasonable balance between scaling flexibility and
57  * leaving a practically usable system.
58  */
59 #define EXTRA_MEM_RATIO         (10)
60
61 static void __init xen_add_extra_mem(u64 start, u64 size)
62 {
63         unsigned long pfn;
64         int i;
65
66         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
67                 /* Add new region. */
68                 if (xen_extra_mem[i].size == 0) {
69                         xen_extra_mem[i].start = start;
70                         xen_extra_mem[i].size  = size;
71                         break;
72                 }
73                 /* Append to existing region. */
74                 if (xen_extra_mem[i].start + xen_extra_mem[i].size == start) {
75                         xen_extra_mem[i].size += size;
76                         break;
77                 }
78         }
79         if (i == XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS)
80                 printk(KERN_WARNING "Warning: not enough extra memory regions\n");
81
82         memblock_reserve(start, size);
83
84         xen_max_p2m_pfn = PFN_DOWN(start + size);
85         for (pfn = PFN_DOWN(start); pfn < xen_max_p2m_pfn; pfn++) {
86                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
87
88                 if (WARN_ONCE(mfn == pfn, "Trying to over-write 1-1 mapping (pfn: %lx)\n", pfn))
89                         continue;
90                 WARN_ONCE(mfn != INVALID_P2M_ENTRY, "Trying to remove %lx which has %lx mfn!\n",
91                           pfn, mfn);
92
93                 __set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
94         }
95 }
96
97 static unsigned long __init xen_do_chunk(unsigned long start,
98                                          unsigned long end, bool release)
99 {
100         struct xen_memory_reservation reservation = {
101                 .address_bits = 0,
102                 .extent_order = 0,
103                 .domid        = DOMID_SELF
104         };
105         unsigned long len = 0;
106         unsigned long pfn;
107         int ret;
108
109         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
110                 unsigned long frame;
111                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
112
113                 if (release) {
114                         /* Make sure pfn exists to start with */
115                         if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY || mfn_to_pfn(mfn) != pfn)
116                                 continue;
117                         frame = mfn;
118                 } else {
119                         if (mfn != INVALID_P2M_ENTRY)
120                                 continue;
121                         frame = pfn;
122                 }
123                 set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &frame);
124                 reservation.nr_extents = 1;
125
126                 ret = HYPERVISOR_memory_op(release ? XENMEM_decrease_reservation : XENMEM_populate_physmap,
127                                            &reservation);
128                 WARN(ret != 1, "Failed to %s pfn %lx err=%d\n",
129                      release ? "release" : "populate", pfn, ret);
130
131                 if (ret == 1) {
132                         if (!early_set_phys_to_machine(pfn, release ? INVALID_P2M_ENTRY : frame)) {
133                                 if (release)
134                                         break;
135                                 set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &frame);
136                                 reservation.nr_extents = 1;
137                                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_decrease_reservation,
138                                                            &reservation);
139                                 break;
140                         }
141                         len++;
142                 } else
143                         break;
144         }
145         if (len)
146                 printk(KERN_INFO "%s %lx-%lx pfn range: %lu pages %s\n",
147                        release ? "Freeing" : "Populating",
148                        start, end, len,
149                        release ? "freed" : "added");
150
151         return len;
152 }
153
154 static unsigned long __init xen_release_chunk(unsigned long start,
155                                               unsigned long end)
156 {
157         return xen_do_chunk(start, end, true);
158 }
159
160 static unsigned long __init xen_populate_chunk(
161         const struct e820entry *list, size_t map_size,
162         unsigned long max_pfn, unsigned long *last_pfn,
163         unsigned long credits_left)
164 {
165         const struct e820entry *entry;
166         unsigned int i;
167         unsigned long done = 0;
168         unsigned long dest_pfn;
169
170         for (i = 0, entry = list; i < map_size; i++, entry++) {
171                 unsigned long s_pfn;
172                 unsigned long e_pfn;
173                 unsigned long pfns;
174                 long capacity;
175
176                 if (credits_left <= 0)
177                         break;
178
179                 if (entry->type != E820_RAM)
180                         continue;
181
182                 e_pfn = PFN_DOWN(entry->addr + entry->size);
183
184                 /* We only care about E820 after the xen_start_info->nr_pages */
185                 if (e_pfn <= max_pfn)
186                         continue;
187
188                 s_pfn = PFN_UP(entry->addr);
189                 /* If the E820 falls within the nr_pages, we want to start
190                  * at the nr_pages PFN.
191                  * If that would mean going past the E820 entry, skip it
192                  */
193                 if (s_pfn <= max_pfn) {
194                         capacity = e_pfn - max_pfn;
195                         dest_pfn = max_pfn;
196                 } else {
197                         capacity = e_pfn - s_pfn;
198                         dest_pfn = s_pfn;
199                 }
200
201                 if (credits_left < capacity)
202                         capacity = credits_left;
203
204                 pfns = xen_do_chunk(dest_pfn, dest_pfn + capacity, false);
205                 done += pfns;
206                 *last_pfn = (dest_pfn + pfns);
207                 if (pfns < capacity)
208                         break;
209                 credits_left -= pfns;
210         }
211         return done;
212 }
213
214 static void __init xen_set_identity_and_release_chunk(
215         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn, unsigned long nr_pages,
216         unsigned long *released, unsigned long *identity)
217 {
218         unsigned long pfn;
219
220         /*
221          * If the PFNs are currently mapped, clear the mappings
222          * (except for the ISA region which must be 1:1 mapped) to
223          * release the refcounts (in Xen) on the original frames.
224          */
225         for (pfn = start_pfn; pfn <= max_pfn_mapped && pfn < end_pfn; pfn++) {
226                 pte_t pte = __pte_ma(0);
227
228                 if (pfn < PFN_UP(ISA_END_ADDRESS))
229                         pte = mfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_IO);
230
231                 (void)HYPERVISOR_update_va_mapping(
232                         (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT), pte, 0);
233         }
234
235         if (start_pfn < nr_pages)
236                 *released += xen_release_chunk(
237                         start_pfn, min(end_pfn, nr_pages));
238
239         *identity += set_phys_range_identity(start_pfn, end_pfn);
240 }
241
242 static unsigned long __init xen_set_identity_and_release(
243         const struct e820entry *list, size_t map_size, unsigned long nr_pages)
244 {
245         phys_addr_t start = 0;
246         unsigned long released = 0;
247         unsigned long identity = 0;
248         const struct e820entry *entry;
249         int i;
250
251         /*
252          * Combine non-RAM regions and gaps until a RAM region (or the
253          * end of the map) is reached, then set the 1:1 map and
254          * release the pages (if available) in those non-RAM regions.
255          *
256          * The combined non-RAM regions are rounded to a whole number
257          * of pages so any partial pages are accessible via the 1:1
258          * mapping.  This is needed for some BIOSes that put (for
259          * example) the DMI tables in a reserved region that begins on
260          * a non-page boundary.
261          */
262         for (i = 0, entry = list; i < map_size; i++, entry++) {
263                 phys_addr_t end = entry->addr + entry->size;
264                 if (entry->type == E820_RAM || i == map_size - 1) {
265                         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
266                         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
267
268                         if (entry->type == E820_RAM)
269                                 end_pfn = PFN_UP(entry->addr);
270
271                         if (start_pfn < end_pfn)
272                                 xen_set_identity_and_release_chunk(
273                                         start_pfn, end_pfn, nr_pages,
274                                         &released, &identity);
275
276                         start = end;
277                 }
278         }
279
280         if (released)
281                 printk(KERN_INFO "Released %lu pages of unused memory\n", released);
282         if (identity)
283                 printk(KERN_INFO "Set %ld page(s) to 1-1 mapping\n", identity);
284
285         return released;
286 }
287
288 static unsigned long __init xen_get_max_pages(void)
289 {
290         unsigned long max_pages = MAX_DOMAIN_PAGES;
291         domid_t domid = DOMID_SELF;
292         int ret;
293
294         /*
295          * For the initial domain we use the maximum reservation as
296          * the maximum page.
297          *
298          * For guest domains the current maximum reservation reflects
299          * the current maximum rather than the static maximum. In this
300          * case the e820 map provided to us will cover the static
301          * maximum region.
302          */
303         if (xen_initial_domain()) {
304                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_maximum_reservation, &domid);
305                 if (ret > 0)
306                         max_pages = ret;
307         }
308
309         return min(max_pages, MAX_DOMAIN_PAGES);
310 }
311
312 static void xen_align_and_add_e820_region(u64 start, u64 size, int type)
313 {
314         u64 end = start + size;
315
316         /* Align RAM regions to page boundaries. */
317         if (type == E820_RAM) {
318                 start = PAGE_ALIGN(start);
319                 end &= ~((u64)PAGE_SIZE - 1);
320         }
321
322         e820_add_region(start, end - start, type);
323 }
324
325 void xen_ignore_unusable(struct e820entry *list, size_t map_size)
326 {
327         struct e820entry *entry;
328         unsigned int i;
329
330         for (i = 0, entry = list; i < map_size; i++, entry++) {
331                 if (entry->type == E820_UNUSABLE)
332                         entry->type = E820_RAM;
333         }
334 }
335
336 /**
337  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
338  **/
339 char * __init xen_memory_setup(void)
340 {
341         static struct e820entry map[E820MAX] __initdata;
342
343         unsigned long max_pfn = xen_start_info->nr_pages;
344         unsigned long long mem_end;
345         int rc;
346         struct xen_memory_map memmap;
347         unsigned long max_pages;
348         unsigned long last_pfn = 0;
349         unsigned long extra_pages = 0;
350         unsigned long populated;
351         int i;
352         int op;
353
354         max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, max_pfn);
355         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
356
357         memmap.nr_entries = E820MAX;
358         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, map);
359
360         op = xen_initial_domain() ?
361                 XENMEM_machine_memory_map :
362                 XENMEM_memory_map;
363         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
364         if (rc == -ENOSYS) {
365                 BUG_ON(xen_initial_domain());
366                 memmap.nr_entries = 1;
367                 map[0].addr = 0ULL;
368                 map[0].size = mem_end;
369                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
370                 map[0].size += 8ULL << 20;
371                 map[0].type = E820_RAM;
372                 rc = 0;
373         }
374         BUG_ON(rc);
375
376         /*
377          * Xen won't allow a 1:1 mapping to be created to UNUSABLE
378          * regions, so if we're using the machine memory map leave the
379          * region as RAM as it is in the pseudo-physical map.
380          *
381          * UNUSABLE regions in domUs are not handled and will need
382          * a patch in the future.
383          */
384         if (xen_initial_domain())
385                 xen_ignore_unusable(map, memmap.nr_entries);
386
387         /* Make sure the Xen-supplied memory map is well-ordered. */
388         sanitize_e820_map(map, memmap.nr_entries, &memmap.nr_entries);
389
390         max_pages = xen_get_max_pages();
391         if (max_pages > max_pfn)
392                 extra_pages += max_pages - max_pfn;
393
394         /*
395          * Set P2M for all non-RAM pages and E820 gaps to be identity
396          * type PFNs.  Any RAM pages that would be made inaccesible by
397          * this are first released.
398          */
399         xen_released_pages = xen_set_identity_and_release(
400                 map, memmap.nr_entries, max_pfn);
401
402         /*
403          * Populate back the non-RAM pages and E820 gaps that had been
404          * released. */
405         populated = xen_populate_chunk(map, memmap.nr_entries,
406                         max_pfn, &last_pfn, xen_released_pages);
407
408         xen_released_pages -= populated;
409         extra_pages += xen_released_pages;
410
411         if (last_pfn > max_pfn) {
412                 max_pfn = min(MAX_DOMAIN_PAGES, last_pfn);
413                 mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
414         }
415         /*
416          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
417          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
418          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
419          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
420          * get completely filled.
421          *
422          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
423          * the initial memory is also very large with respect to
424          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
425          */
426         extra_pages = min(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
427                           extra_pages);
428         i = 0;
429         while (i < memmap.nr_entries) {
430                 u64 addr = map[i].addr;
431                 u64 size = map[i].size;
432                 u32 type = map[i].type;
433
434                 if (type == E820_RAM) {
435                         if (addr < mem_end) {
436                                 size = min(size, mem_end - addr);
437                         } else if (extra_pages) {
438                                 size = min(size, (u64)extra_pages * PAGE_SIZE);
439                                 extra_pages -= size / PAGE_SIZE;
440                                 xen_add_extra_mem(addr, size);
441                         } else
442                                 type = E820_UNUSABLE;
443                 }
444
445                 xen_align_and_add_e820_region(addr, size, type);
446
447                 map[i].addr += size;
448                 map[i].size -= size;
449                 if (map[i].size == 0)
450                         i++;
451         }
452
453         /*
454          * Set the rest as identity mapped, in case PCI BARs are
455          * located here.
456          *
457          * PFNs above MAX_P2M_PFN are considered identity mapped as
458          * well.
459          */
460         set_phys_range_identity(map[i-1].addr / PAGE_SIZE, ~0ul);
461
462         /*
463          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
464          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
465          * about in there.
466          */
467         e820_add_region(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS,
468                         E820_RESERVED);
469
470         /*
471          * Reserve Xen bits:
472          *  - mfn_list
473          *  - xen_start_info
474          * See comment above "struct start_info" in <xen/interface/xen.h>
475          * We tried to make the the memblock_reserve more selective so
476          * that it would be clear what region is reserved. Sadly we ran
477          * in the problem wherein on a 64-bit hypervisor with a 32-bit
478          * initial domain, the pt_base has the cr3 value which is not
479          * neccessarily where the pagetable starts! As Jan put it: "
480          * Actually, the adjustment turns out to be correct: The page
481          * tables for a 32-on-64 dom0 get allocated in the order "first L1",
482          * "first L2", "first L3", so the offset to the page table base is
483          * indeed 2. When reading xen/include/public/xen.h's comment
484          * very strictly, this is not a violation (since there nothing is said
485          * that the first thing in the page table space is pointed to by
486          * pt_base; I admit that this seems to be implied though, namely
487          * do I think that it is implied that the page table space is the
488          * range [pt_base, pt_base + nt_pt_frames), whereas that
489          * range here indeed is [pt_base - 2, pt_base - 2 + nt_pt_frames),
490          * which - without a priori knowledge - the kernel would have
491          * difficulty to figure out)." - so lets just fall back to the
492          * easy way and reserve the whole region.
493          */
494         memblock_reserve(__pa(xen_start_info->mfn_list),
495                          xen_start_info->pt_base - xen_start_info->mfn_list);
496
497         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
498
499         return "Xen";
500 }
501
502 /*
503  * Machine specific memory setup for auto-translated guests.
504  */
505 char * __init xen_auto_xlated_memory_setup(void)
506 {
507         static struct e820entry map[E820MAX] __initdata;
508
509         struct xen_memory_map memmap;
510         int i;
511         int rc;
512
513         memmap.nr_entries = E820MAX;
514         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, map);
515
516         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_memory_map, &memmap);
517         if (rc < 0)
518                 panic("No memory map (%d)\n", rc);
519
520         sanitize_e820_map(map, ARRAY_SIZE(map), &memmap.nr_entries);
521
522         for (i = 0; i < memmap.nr_entries; i++)
523                 e820_add_region(map[i].addr, map[i].size, map[i].type);
524
525         memblock_reserve(__pa(xen_start_info->mfn_list),
526                          xen_start_info->pt_base - xen_start_info->mfn_list);
527
528         return "Xen";
529 }
530
531 /*
532  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
533  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
534  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
535  */
536 static void __init fiddle_vdso(void)
537 {
538 #ifdef CONFIG_X86_32
539         /*
540          * This could be called before selected_vdso32 is initialized, so
541          * just fiddle with both possible images.  vdso_image_32_syscall
542          * can't be selected, since it only exists on 64-bit systems.
543          */
544         u32 *mask;
545         mask = vdso_image_32_int80.data +
546                 vdso_image_32_int80.sym_VDSO32_NOTE_MASK;
547         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
548         mask = vdso_image_32_sysenter.data +
549                 vdso_image_32_sysenter.sym_VDSO32_NOTE_MASK;
550         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
551 #endif
552 }
553
554 static int register_callback(unsigned type, const void *func)
555 {
556         struct callback_register callback = {
557                 .type = type,
558                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
559                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
560         };
561
562         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
563 }
564
565 void xen_enable_sysenter(void)
566 {
567         int ret;
568         unsigned sysenter_feature;
569
570 #ifdef CONFIG_X86_32
571         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
572 #else
573         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
574 #endif
575
576         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
577                 return;
578
579         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
580         if(ret != 0)
581                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
582 }
583
584 void xen_enable_syscall(void)
585 {
586 #ifdef CONFIG_X86_64
587         int ret;
588
589         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
590         if (ret != 0) {
591                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
592                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
593                    mechanism for syscalls. */
594         }
595
596         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
597                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
598                                         xen_syscall32_target);
599                 if (ret != 0)
600                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
601         }
602 #endif /* CONFIG_X86_64 */
603 }
604
605 void __init xen_pvmmu_arch_setup(void)
606 {
607         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
608         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
609
610         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
611                              VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
612
613         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
614             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
615                 BUG();
616
617         xen_enable_sysenter();
618         xen_enable_syscall();
619 }
620
621 /* This function is not called for HVM domains */
622 void __init xen_arch_setup(void)
623 {
624         xen_panic_handler_init();
625         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
626                 xen_pvmmu_arch_setup();
627
628 #ifdef CONFIG_ACPI
629         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
630                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
631                 disable_acpi();
632         }
633 #endif
634
635         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
636                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
637                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
638
639         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
640         disable_cpuidle();
641         disable_cpufreq();
642         WARN_ON(xen_set_default_idle());
643         fiddle_vdso();
644 #ifdef CONFIG_NUMA
645         numa_off = 1;
646 #endif
647 }