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/hvc-console.h>
  31 #include "xen-ops.h"
  32 #include "vdso.h"
  33 #include "mmu.h"
  34
  35 #define GB(x) ((uint64_t)(x) * 1024 * 1024 * 1024)
  36
  37 /* Amount of extra memory space we add to the e820 ranges */
  38 struct xen_memory_region xen_extra_mem[XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS] __initdata;
  39
  40 /* Number of pages released from the initial allocation. */
  41 unsigned long xen_released_pages;
  42
  43 /* E820 map used during setting up memory. */
  44 static struct e820entry xen_e820_map[E820MAX] __initdata;
  45 static u32 xen_e820_map_entries __initdata;
  46
  47 /*
  48  * Buffer used to remap identity mapped pages. We only need the virtual space.
  49  * The physical page behind this address is remapped as needed to different
  50  * buffer pages.
  51  */
  52 #define REMAP_SIZE      (P2M_PER_PAGE - 3)
  53 static struct {
  54         unsigned long   next_area_mfn;
  55         unsigned long   target_pfn;
  56         unsigned long   size;
  57         unsigned long   mfns[REMAP_SIZE];
  58 } xen_remap_buf __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
  59 static unsigned long xen_remap_mfn __initdata = INVALID_P2M_ENTRY;
  60
  61 /*
  62  * The maximum amount of extra memory compared to the base size.  The
  63  * main scaling factor is the size of struct page.  At extreme ratios
  64  * of base:extra, all the base memory can be filled with page
  65  * structures for the extra memory, leaving no space for anything
  66  * else.
  67  *
  68  * 10x seems like a reasonable balance between scaling flexibility and
  69  * leaving a practically usable system.
  70  */
  71 #define EXTRA_MEM_RATIO         (10)
  72
  73 static bool xen_512gb_limit __initdata = IS_ENABLED(CONFIG_XEN_512GB);
  74
  75 static void __init xen_parse_512gb(void)
  76 {
  77         bool val = false;
  78         char *arg;
  79
  80         arg = strstr(xen_start_info->cmd_line, "xen_512gb_limit");
  81         if (!arg)
  82                 return;
  83
  84         arg = strstr(xen_start_info->cmd_line, "xen_512gb_limit=");
  85         if (!arg)
  86                 val = true;
  87         else if (strtobool(arg + strlen("xen_512gb_limit="), &val))
  88                 return;
  89
  90         xen_512gb_limit = val;
  91 }
  92
  93 static void __init xen_add_extra_mem(unsigned long start_pfn,
  94                                      unsigned long n_pfns)
  95 {
  96         int i;
  97
  98         /*
  99          * No need to check for zero size, should happen rarely and will only
 100          * write a new entry regarded to be unused due to zero size.
 101          */
 102         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 103                 /* Add new region. */
 104                 if (xen_extra_mem[i].n_pfns == 0) {
 105                         xen_extra_mem[i].start_pfn = start_pfn;
 106                         xen_extra_mem[i].n_pfns = n_pfns;
 107                         break;
 108                 }
 109                 /* Append to existing region. */
 110                 if (xen_extra_mem[i].start_pfn + xen_extra_mem[i].n_pfns ==
 111                     start_pfn) {
 112                         xen_extra_mem[i].n_pfns += n_pfns;
 113                         break;
 114                 }
 115         }
 116         if (i == XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS)
 117                 printk(KERN_WARNING "Warning: not enough extra memory regions\n");
 118
 119         memblock_reserve(PFN_PHYS(start_pfn), PFN_PHYS(n_pfns));
 120 }
 121
 122 static void __init xen_del_extra_mem(unsigned long start_pfn,
 123                                      unsigned long n_pfns)
 124 {
 125         int i;
 126         unsigned long start_r, size_r;
 127
 128         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 129                 start_r = xen_extra_mem[i].start_pfn;
 130                 size_r = xen_extra_mem[i].n_pfns;
 131
 132                 /* Start of region. */
 133                 if (start_r == start_pfn) {
 134                         BUG_ON(n_pfns > size_r);
 135                         xen_extra_mem[i].start_pfn += n_pfns;
 136                         xen_extra_mem[i].n_pfns -= n_pfns;
 137                         break;
 138                 }
 139                 /* End of region. */
 140                 if (start_r + size_r == start_pfn + n_pfns) {
 141                         BUG_ON(n_pfns > size_r);
 142                         xen_extra_mem[i].n_pfns -= n_pfns;
 143                         break;
 144                 }
 145                 /* Mid of region. */
 146                 if (start_pfn > start_r && start_pfn < start_r + size_r) {
 147                         BUG_ON(start_pfn + n_pfns > start_r + size_r);
 148                         xen_extra_mem[i].n_pfns = start_pfn - start_r;
 149                         /* Calling memblock_reserve() again is okay. */
 150                         xen_add_extra_mem(start_pfn + n_pfns, start_r + size_r -
 151                                           (start_pfn + n_pfns));
 152                         break;
 153                 }
 154         }
 155         memblock_free(PFN_PHYS(start_pfn), PFN_PHYS(n_pfns));
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Called during boot before the p2m list can take entries beyond the
 160  * hypervisor supplied p2m list. Entries in extra mem are to be regarded as
 161  * invalid.
 162  */
 163 unsigned long __ref xen_chk_extra_mem(unsigned long pfn)
 164 {
 165         int i;
 166
 167         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 168                 if (pfn >= xen_extra_mem[i].start_pfn &&
 169                     pfn < xen_extra_mem[i].start_pfn + xen_extra_mem[i].n_pfns)
 170                         return INVALID_P2M_ENTRY;
 171         }
 172
 173         return IDENTITY_FRAME(pfn);
 174 }
 175
 176 /*
 177  * Mark all pfns of extra mem as invalid in p2m list.
 178  */
 179 void __init xen_inv_extra_mem(void)
 180 {
 181         unsigned long pfn, pfn_s, pfn_e;
 182         int i;
 183
 184         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 185                 if (!xen_extra_mem[i].n_pfns)
 186                         continue;
 187                 pfn_s = xen_extra_mem[i].start_pfn;
 188                 pfn_e = pfn_s + xen_extra_mem[i].n_pfns;
 189                 for (pfn = pfn_s; pfn < pfn_e; pfn++)
 190                         set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
 191         }
 192 }
 193
 194 /*
 195  * Finds the next RAM pfn available in the E820 map after min_pfn.
 196  * This function updates min_pfn with the pfn found and returns
 197  * the size of that range or zero if not found.
 198  */
 199 static unsigned long __init xen_find_pfn_range(unsigned long *min_pfn)
 200 {
 201         const struct e820entry *entry = xen_e820_map;
 202         unsigned int i;
 203         unsigned long done = 0;
 204
 205         for (i = 0; i < xen_e820_map_entries; i++, entry++) {
 206                 unsigned long s_pfn;
 207                 unsigned long e_pfn;
 208
 209                 if (entry->type != E820_RAM)
 210                         continue;
 211
 212                 e_pfn = PFN_DOWN(entry->addr + entry->size);
 213
 214                 /* We only care about E820 after this */
 215                 if (e_pfn < *min_pfn)
 216                         continue;
 217
 218                 s_pfn = PFN_UP(entry->addr);
 219
 220                 /* If min_pfn falls within the E820 entry, we want to start
 221                  * at the min_pfn PFN.
 222                  */
 223                 if (s_pfn <= *min_pfn) {
 224                         done = e_pfn - *min_pfn;
 225                 } else {
 226                         done = e_pfn - s_pfn;
 227                         *min_pfn = s_pfn;
 228                 }
 229                 break;
 230         }
 231
 232         return done;
 233 }
 234
 235 static int __init xen_free_mfn(unsigned long mfn)
 236 {
 237         struct xen_memory_reservation reservation = {
 238                 .address_bits = 0,
 239                 .extent_order = 0,
 240                 .domid        = DOMID_SELF
 241         };
 242
 243         set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &mfn);
 244         reservation.nr_extents = 1;
 245
 246         return HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_decrease_reservation, &reservation);
 247 }
 248
 249 /*
 250  * This releases a chunk of memory and then does the identity map. It's used
 251  * as a fallback if the remapping fails.
 252  */
 253 static void __init xen_set_identity_and_release_chunk(unsigned long start_pfn,
 254                         unsigned long end_pfn, unsigned long nr_pages)
 255 {
 256         unsigned long pfn, end;
 257         int ret;
 258
 259         WARN_ON(start_pfn > end_pfn);
 260
 261         /* Release pages first. */
 262         end = min(end_pfn, nr_pages);
 263         for (pfn = start_pfn; pfn < end; pfn++) {
 264                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 265
 266                 /* Make sure pfn exists to start with */
 267                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY || mfn_to_pfn(mfn) != pfn)
 268                         continue;
 269
 270                 ret = xen_free_mfn(mfn);
 271                 WARN(ret != 1, "Failed to release pfn %lx err=%d\n", pfn, ret);
 272
 273                 if (ret == 1) {
 274                         xen_released_pages++;
 275                         if (!__set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY))
 276                                 break;
 277                 } else
 278                         break;
 279         }
 280
 281         set_phys_range_identity(start_pfn, end_pfn);
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Helper function to update the p2m and m2p tables and kernel mapping.
 286  */
 287 static void __init xen_update_mem_tables(unsigned long pfn, unsigned long mfn)
 288 {
 289         struct mmu_update update = {
 290                 .ptr = ((uint64_t)mfn << PAGE_SHIFT) | MMU_MACHPHYS_UPDATE,
 291                 .val = pfn
 292         };
 293
 294         /* Update p2m */
 295         if (!set_phys_to_machine(pfn, mfn)) {
 296                 WARN(1, "Failed to set p2m mapping for pfn=%ld mfn=%ld\n",
 297                      pfn, mfn);
 298                 BUG();
 299         }
 300
 301         /* Update m2p */
 302         if (HYPERVISOR_mmu_update(&update, 1, NULL, DOMID_SELF) < 0) {
 303                 WARN(1, "Failed to set m2p mapping for mfn=%ld pfn=%ld\n",
 304                      mfn, pfn);
 305                 BUG();
 306         }
 307
 308         /* Update kernel mapping, but not for highmem. */
 309         if (pfn >= PFN_UP(__pa(high_memory - 1)))
 310                 return;
 311
 312         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT),
 313                                          mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), 0)) {
 314                 WARN(1, "Failed to update kernel mapping for mfn=%ld pfn=%ld\n",
 315                       mfn, pfn);
 316                 BUG();
 317         }
 318 }
 319
 320 /*
 321  * This function updates the p2m and m2p tables with an identity map from
 322  * start_pfn to start_pfn+size and prepares remapping the underlying RAM of the
 323  * original allocation at remap_pfn. The information needed for remapping is
 324  * saved in the memory itself to avoid the need for allocating buffers. The
 325  * complete remap information is contained in a list of MFNs each containing
 326  * up to REMAP_SIZE MFNs and the start target PFN for doing the remap.
 327  * This enables us to preserve the original mfn sequence while doing the
 328  * remapping at a time when the memory management is capable of allocating
 329  * virtual and physical memory in arbitrary amounts, see 'xen_remap_memory' and
 330  * its callers.
 331  */
 332 static void __init xen_do_set_identity_and_remap_chunk(
 333         unsigned long start_pfn, unsigned long size, unsigned long remap_pfn)
 334 {
 335         unsigned long buf = (unsigned long)&xen_remap_buf;
 336         unsigned long mfn_save, mfn;
 337         unsigned long ident_pfn_iter, remap_pfn_iter;
 338         unsigned long ident_end_pfn = start_pfn + size;
 339         unsigned long left = size;
 340         unsigned int i, chunk;
 341
 342         WARN_ON(size == 0);
 343
 344         BUG_ON(xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap));
 345
 346         mfn_save = virt_to_mfn(buf);
 347
 348         for (ident_pfn_iter = start_pfn, remap_pfn_iter = remap_pfn;
 349              ident_pfn_iter < ident_end_pfn;
 350              ident_pfn_iter += REMAP_SIZE, remap_pfn_iter += REMAP_SIZE) {
 351                 chunk = (left < REMAP_SIZE) ? left : REMAP_SIZE;
 352
 353                 /* Map first pfn to xen_remap_buf */
 354                 mfn = pfn_to_mfn(ident_pfn_iter);
 355                 set_pte_mfn(buf, mfn, PAGE_KERNEL);
 356
 357                 /* Save mapping information in page */
 358                 xen_remap_buf.next_area_mfn = xen_remap_mfn;
 359                 xen_remap_buf.target_pfn = remap_pfn_iter;
 360                 xen_remap_buf.size = chunk;
 361                 for (i = 0; i < chunk; i++)
 362                         xen_remap_buf.mfns[i] = pfn_to_mfn(ident_pfn_iter + i);
 363
 364                 /* Put remap buf into list. */
 365                 xen_remap_mfn = mfn;
 366
 367                 /* Set identity map */
 368                 set_phys_range_identity(ident_pfn_iter, ident_pfn_iter + chunk);
 369
 370                 left -= chunk;
 371         }
 372
 373         /* Restore old xen_remap_buf mapping */
 374         set_pte_mfn(buf, mfn_save, PAGE_KERNEL);
 375 }
 376
 377 /*
 378  * This function takes a contiguous pfn range that needs to be identity mapped
 379  * and:
 380  *
 381  *  1) Finds a new range of pfns to use to remap based on E820 and remap_pfn.
 382  *  2) Calls the do_ function to actually do the mapping/remapping work.
 383  *
 384  * The goal is to not allocate additional memory but to remap the existing
 385  * pages. In the case of an error the underlying memory is simply released back
 386  * to Xen and not remapped.
 387  */
 388 static unsigned long __init xen_set_identity_and_remap_chunk(
 389         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn, unsigned long nr_pages,
 390         unsigned long remap_pfn)
 391 {
 392         unsigned long pfn;
 393         unsigned long i = 0;
 394         unsigned long n = end_pfn - start_pfn;
 395
 396         while (i < n) {
 397                 unsigned long cur_pfn = start_pfn + i;
 398                 unsigned long left = n - i;
 399                 unsigned long size = left;
 400                 unsigned long remap_range_size;
 401
 402                 /* Do not remap pages beyond the current allocation */
 403                 if (cur_pfn >= nr_pages) {
 404                         /* Identity map remaining pages */
 405                         set_phys_range_identity(cur_pfn, cur_pfn + size);
 406                         break;
 407                 }
 408                 if (cur_pfn + size > nr_pages)
 409                         size = nr_pages - cur_pfn;
 410
 411                 remap_range_size = xen_find_pfn_range(&remap_pfn);
 412                 if (!remap_range_size) {
 413                         pr_warning("Unable to find available pfn range, not remapping identity pages\n");
 414                         xen_set_identity_and_release_chunk(cur_pfn,
 415                                                 cur_pfn + left, nr_pages);
 416                         break;
 417                 }
 418                 /* Adjust size to fit in current e820 RAM region */
 419                 if (size > remap_range_size)
 420                         size = remap_range_size;
 421
 422                 xen_do_set_identity_and_remap_chunk(cur_pfn, size, remap_pfn);
 423
 424                 /* Update variables to reflect new mappings. */
 425                 i += size;
 426                 remap_pfn += size;
 427         }
 428
 429         /*
 430          * If the PFNs are currently mapped, the VA mapping also needs
 431          * to be updated to be 1:1.
 432          */
 433         for (pfn = start_pfn; pfn <= max_pfn_mapped && pfn < end_pfn; pfn++)
 434                 (void)HYPERVISOR_update_va_mapping(
 435                         (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT),
 436                         mfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_IO), 0);
 437
 438         return remap_pfn;
 439 }
 440
 441 static void __init xen_set_identity_and_remap(unsigned long nr_pages)
 442 {
 443         phys_addr_t start = 0;
 444         unsigned long last_pfn = nr_pages;
 445         const struct e820entry *entry = xen_e820_map;
 446         int i;
 447
 448         /*
 449          * Combine non-RAM regions and gaps until a RAM region (or the
 450          * end of the map) is reached, then set the 1:1 map and
 451          * remap the memory in those non-RAM regions.
 452          *
 453          * The combined non-RAM regions are rounded to a whole number
 454          * of pages so any partial pages are accessible via the 1:1
 455          * mapping.  This is needed for some BIOSes that put (for
 456          * example) the DMI tables in a reserved region that begins on
 457          * a non-page boundary.
 458          */
 459         for (i = 0; i < xen_e820_map_entries; i++, entry++) {
 460                 phys_addr_t end = entry->addr + entry->size;
 461                 if (entry->type == E820_RAM || i == xen_e820_map_entries - 1) {
 462                         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 463                         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
 464
 465                         if (entry->type == E820_RAM)
 466                                 end_pfn = PFN_UP(entry->addr);
 467
 468                         if (start_pfn < end_pfn)
 469                                 last_pfn = xen_set_identity_and_remap_chunk(
 470                                                 start_pfn, end_pfn, nr_pages,
 471                                                 last_pfn);
 472                         start = end;
 473                 }
 474         }
 475
 476         pr_info("Released %ld page(s)\n", xen_released_pages);
 477 }
 478
 479 /*
 480  * Remap the memory prepared in xen_do_set_identity_and_remap_chunk().
 481  * The remap information (which mfn remap to which pfn) is contained in the
 482  * to be remapped memory itself in a linked list anchored at xen_remap_mfn.
 483  * This scheme allows to remap the different chunks in arbitrary order while
 484  * the resulting mapping will be independant from the order.
 485  */
 486 void __init xen_remap_memory(void)
 487 {
 488         unsigned long buf = (unsigned long)&xen_remap_buf;
 489         unsigned long mfn_save, mfn, pfn;
 490         unsigned long remapped = 0;
 491         unsigned int i;
 492         unsigned long pfn_s = ~0UL;
 493         unsigned long len = 0;
 494
 495         mfn_save = virt_to_mfn(buf);
 496
 497         while (xen_remap_mfn != INVALID_P2M_ENTRY) {
 498                 /* Map the remap information */
 499                 set_pte_mfn(buf, xen_remap_mfn, PAGE_KERNEL);
 500
 501                 BUG_ON(xen_remap_mfn != xen_remap_buf.mfns[0]);
 502
 503                 pfn = xen_remap_buf.target_pfn;
 504                 for (i = 0; i < xen_remap_buf.size; i++) {
 505                         mfn = xen_remap_buf.mfns[i];
 506                         xen_update_mem_tables(pfn, mfn);
 507                         remapped++;
 508                         pfn++;
 509                 }
 510                 if (pfn_s == ~0UL || pfn == pfn_s) {
 511                         pfn_s = xen_remap_buf.target_pfn;
 512                         len += xen_remap_buf.size;
 513                 } else if (pfn_s + len == xen_remap_buf.target_pfn) {
 514                         len += xen_remap_buf.size;
 515                 } else {
 516                         xen_del_extra_mem(pfn_s, len);
 517                         pfn_s = xen_remap_buf.target_pfn;
 518                         len = xen_remap_buf.size;
 519                 }
 520
 521                 mfn = xen_remap_mfn;
 522                 xen_remap_mfn = xen_remap_buf.next_area_mfn;
 523         }
 524
 525         if (pfn_s != ~0UL && len)
 526                 xen_del_extra_mem(pfn_s, len);
 527
 528         set_pte_mfn(buf, mfn_save, PAGE_KERNEL);
 529
 530         pr_info("Remapped %ld page(s)\n", remapped);
 531 }
 532
 533 static unsigned long __init xen_get_pages_limit(void)
 534 {
 535         unsigned long limit;
 536
 537 #ifdef CONFIG_X86_32
 538         limit = GB(64) / PAGE_SIZE;
 539 #else
 540         limit = MAXMEM / PAGE_SIZE;
 541         if (!xen_initial_domain() && xen_512gb_limit)
 542                 limit = GB(512) / PAGE_SIZE;
 543 #endif
 544         return limit;
 545 }
 546
 547 static unsigned long __init xen_get_max_pages(void)
 548 {
 549         unsigned long max_pages, limit;
 550         domid_t domid = DOMID_SELF;
 551         long ret;
 552
 553         limit = xen_get_pages_limit();
 554         max_pages = limit;
 555
 556         /*
 557          * For the initial domain we use the maximum reservation as
 558          * the maximum page.
 559          *
 560          * For guest domains the current maximum reservation reflects
 561          * the current maximum rather than the static maximum. In this
 562          * case the e820 map provided to us will cover the static
 563          * maximum region.
 564          */
 565         if (xen_initial_domain()) {
 566                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_maximum_reservation, &domid);
 567                 if (ret > 0)
 568                         max_pages = ret;
 569         }
 570
 571         return min(max_pages, limit);
 572 }
 573
 574 static void __init xen_align_and_add_e820_region(phys_addr_t start,
 575                                                  phys_addr_t size, int type)
 576 {
 577         phys_addr_t end = start + size;
 578
 579         /* Align RAM regions to page boundaries. */
 580         if (type == E820_RAM) {
 581                 start = PAGE_ALIGN(start);
 582                 end &= ~((phys_addr_t)PAGE_SIZE - 1);
 583         }
 584
 585         e820_add_region(start, end - start, type);
 586 }
 587
 588 static void __init xen_ignore_unusable(void)
 589 {
 590         struct e820entry *entry = xen_e820_map;
 591         unsigned int i;
 592
 593         for (i = 0; i < xen_e820_map_entries; i++, entry++) {
 594                 if (entry->type == E820_UNUSABLE)
 595                         entry->type = E820_RAM;
 596         }
 597 }
 598
 599 static unsigned long __init xen_count_remap_pages(unsigned long max_pfn)
 600 {
 601         unsigned long extra = 0;
 602         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 603         const struct e820entry *entry = xen_e820_map;
 604         int i;
 605
 606         end_pfn = 0;
 607         for (i = 0; i < xen_e820_map_entries; i++, entry++) {
 608                 start_pfn = PFN_DOWN(entry->addr);
 609                 /* Adjacent regions on non-page boundaries handling! */
 610                 end_pfn = min(end_pfn, start_pfn);
 611
 612                 if (start_pfn >= max_pfn)
 613                         return extra + max_pfn - end_pfn;
 614
 615                 /* Add any holes in map to result. */
 616                 extra += start_pfn - end_pfn;
 617
 618                 end_pfn = PFN_UP(entry->addr + entry->size);
 619                 end_pfn = min(end_pfn, max_pfn);
 620
 621                 if (entry->type != E820_RAM)
 622                         extra += end_pfn - start_pfn;
 623         }
 624
 625         return extra;
 626 }
 627
 628 bool __init xen_is_e820_reserved(phys_addr_t start, phys_addr_t size)
 629 {
 630         struct e820entry *entry;
 631         unsigned mapcnt;
 632         phys_addr_t end;
 633
 634         if (!size)
 635                 return false;
 636
 637         end = start + size;
 638         entry = xen_e820_map;
 639
 640         for (mapcnt = 0; mapcnt < xen_e820_map_entries; mapcnt++) {
 641                 if (entry->type == E820_RAM && entry->addr <= start &&
 642                     (entry->addr + entry->size) >= end)
 643                         return false;
 644
 645                 entry++;
 646         }
 647
 648         return true;
 649 }
 650
 651 /*
 652  * Find a free area in physical memory not yet reserved and compliant with
 653  * E820 map.
 654  * Used to relocate pre-allocated areas like initrd or p2m list which are in
 655  * conflict with the to be used E820 map.
 656  * In case no area is found, return 0. Otherwise return the physical address
 657  * of the area which is already reserved for convenience.
 658  */
 659 phys_addr_t __init xen_find_free_area(phys_addr_t size)
 660 {
 661         unsigned mapcnt;
 662         phys_addr_t addr, start;
 663         struct e820entry *entry = xen_e820_map;
 664
 665         for (mapcnt = 0; mapcnt < xen_e820_map_entries; mapcnt++, entry++) {
 666                 if (entry->type != E820_RAM || entry->size < size)
 667                         continue;
 668                 start = entry->addr;
 669                 for (addr = start; addr < start + size; addr += PAGE_SIZE) {
 670                         if (!memblock_is_reserved(addr))
 671                                 continue;
 672                         start = addr + PAGE_SIZE;
 673                         if (start + size > entry->addr + entry->size)
 674                                 break;
 675                 }
 676                 if (addr >= start + size) {
 677                         memblock_reserve(start, size);
 678                         return start;
 679                 }
 680         }
 681
 682         return 0;
 683 }
 684
 685 /*
 686  * Like memcpy, but with physical addresses for dest and src.
 687  */
 688 static void __init xen_phys_memcpy(phys_addr_t dest, phys_addr_t src,
 689                                    phys_addr_t n)
 690 {
 691         phys_addr_t dest_off, src_off, dest_len, src_len, len;
 692         void *from, *to;
 693
 694         while (n) {
 695                 dest_off = dest & ~PAGE_MASK;
 696                 src_off = src & ~PAGE_MASK;
 697                 dest_len = n;
 698                 if (dest_len > (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - dest_off)
 699                         dest_len = (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - dest_off;
 700                 src_len = n;
 701                 if (src_len > (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - src_off)
 702                         src_len = (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - src_off;
 703                 len = min(dest_len, src_len);
 704                 to = early_memremap(dest - dest_off, dest_len + dest_off);
 705                 from = early_memremap(src - src_off, src_len + src_off);
 706                 memcpy(to, from, len);
 707                 early_memunmap(to, dest_len + dest_off);
 708                 early_memunmap(from, src_len + src_off);
 709                 n -= len;
 710                 dest += len;
 711                 src += len;
 712         }
 713 }
 714
 715 /*
 716  * Reserve Xen mfn_list.
 717  */
 718 static void __init xen_reserve_xen_mfnlist(void)
 719 {
 720         phys_addr_t start, size;
 721
 722         if (xen_start_info->mfn_list >= __START_KERNEL_map) {
 723                 start = __pa(xen_start_info->mfn_list);
 724                 size = PFN_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
 725                                  sizeof(unsigned long));
 726         } else {
 727                 start = PFN_PHYS(xen_start_info->first_p2m_pfn);
 728                 size = PFN_PHYS(xen_start_info->nr_p2m_frames);
 729         }
 730
 731         if (!xen_is_e820_reserved(start, size)) {
 732                 memblock_reserve(start, size);
 733                 return;
 734         }
 735
 736 #ifdef CONFIG_X86_32
 737         /*
 738          * Relocating the p2m on 32 bit system to an arbitrary virtual address
 739          * is not supported, so just give up.
 740          */
 741         xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated p2m list conflicts with E820 map\n");
 742         BUG();
 743 #else
 744         xen_relocate_p2m();
 745 #endif
 746 }
 747
 748 /**
 749  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
 750  **/
 751 char * __init xen_memory_setup(void)
 752 {
 753         unsigned long max_pfn, pfn_s, n_pfns;
 754         phys_addr_t mem_end, addr, size, chunk_size;
 755         u32 type;
 756         int rc;
 757         struct xen_memory_map memmap;
 758         unsigned long max_pages;
 759         unsigned long extra_pages = 0;
 760         int i;
 761         int op;
 762
 763         xen_parse_512gb();
 764         max_pfn = xen_get_pages_limit();
 765         max_pfn = min(max_pfn, xen_start_info->nr_pages);
 766         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
 767
 768         memmap.nr_entries = E820MAX;
 769         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, xen_e820_map);
 770
 771         op = xen_initial_domain() ?
 772                 XENMEM_machine_memory_map :
 773                 XENMEM_memory_map;
 774         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
 775         if (rc == -ENOSYS) {
 776                 BUG_ON(xen_initial_domain());
 777                 memmap.nr_entries = 1;
 778                 xen_e820_map[0].addr = 0ULL;
 779                 xen_e820_map[0].size = mem_end;
 780                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
 781                 xen_e820_map[0].size += 8ULL << 20;
 782                 xen_e820_map[0].type = E820_RAM;
 783                 rc = 0;
 784         }
 785         BUG_ON(rc);
 786         BUG_ON(memmap.nr_entries == 0);
 787         xen_e820_map_entries = memmap.nr_entries;
 788
 789         /*
 790          * Xen won't allow a 1:1 mapping to be created to UNUSABLE
 791          * regions, so if we're using the machine memory map leave the
 792          * region as RAM as it is in the pseudo-physical map.
 793          *
 794          * UNUSABLE regions in domUs are not handled and will need
 795          * a patch in the future.
 796          */
 797         if (xen_initial_domain())
 798                 xen_ignore_unusable();
 799
 800         /* Make sure the Xen-supplied memory map is well-ordered. */
 801         sanitize_e820_map(xen_e820_map, ARRAY_SIZE(xen_e820_map),
 802                           &xen_e820_map_entries);
 803
 804         max_pages = xen_get_max_pages();
 805
 806         /* How many extra pages do we need due to remapping? */
 807         max_pages += xen_count_remap_pages(max_pfn);
 808
 809         if (max_pages > max_pfn)
 810                 extra_pages += max_pages - max_pfn;
 811
 812         /*
 813          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
 814          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
 815          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
 816          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
 817          * get completely filled.
 818          *
 819          * Make sure we have no memory above max_pages, as this area
 820          * isn't handled by the p2m management.
 821          *
 822          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
 823          * the initial memory is also very large with respect to
 824          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
 825          */
 826         extra_pages = min3(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
 827                            extra_pages, max_pages - max_pfn);
 828         i = 0;
 829         addr = xen_e820_map[0].addr;
 830         size = xen_e820_map[0].size;
 831         while (i < xen_e820_map_entries) {
 832                 chunk_size = size;
 833                 type = xen_e820_map[i].type;
 834
 835                 if (type == E820_RAM) {
 836                         if (addr < mem_end) {
 837                                 chunk_size = min(size, mem_end - addr);
 838                         } else if (extra_pages) {
 839                                 chunk_size = min(size, PFN_PHYS(extra_pages));
 840                                 pfn_s = PFN_UP(addr);
 841                                 n_pfns = PFN_DOWN(addr + chunk_size) - pfn_s;
 842                                 extra_pages -= n_pfns;
 843                                 xen_add_extra_mem(pfn_s, n_pfns);
 844                                 xen_max_p2m_pfn = pfn_s + n_pfns;
 845                         } else
 846                                 type = E820_UNUSABLE;
 847                 }
 848
 849                 xen_align_and_add_e820_region(addr, chunk_size, type);
 850
 851                 addr += chunk_size;
 852                 size -= chunk_size;
 853                 if (size == 0) {
 854                         i++;
 855                         if (i < xen_e820_map_entries) {
 856                                 addr = xen_e820_map[i].addr;
 857                                 size = xen_e820_map[i].size;
 858                         }
 859                 }
 860         }
 861
 862         /*
 863          * Set the rest as identity mapped, in case PCI BARs are
 864          * located here.
 865          */
 866         set_phys_range_identity(addr / PAGE_SIZE, ~0ul);
 867
 868         /*
 869          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
 870          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
 871          * about in there.
 872          */
 873         e820_add_region(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS,
 874                         E820_RESERVED);
 875
 876         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 877
 878         /*
 879          * Check whether the kernel itself conflicts with the target E820 map.
 880          * Failing now is better than running into weird problems later due
 881          * to relocating (and even reusing) pages with kernel text or data.
 882          */
 883         if (xen_is_e820_reserved(__pa_symbol(_text),
 884                         __pa_symbol(__bss_stop) - __pa_symbol(_text))) {
 885                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated kernel memory conflicts with E820 map\n");
 886                 BUG();
 887         }
 888
 889         /*
 890          * Check for a conflict of the hypervisor supplied page tables with
 891          * the target E820 map.
 892          */
 893         xen_pt_check_e820();
 894
 895         xen_reserve_xen_mfnlist();
 896
 897         /* Check for a conflict of the initrd with the target E820 map. */
 898         if (xen_is_e820_reserved(boot_params.hdr.ramdisk_image,
 899                                  boot_params.hdr.ramdisk_size)) {
 900                 phys_addr_t new_area, start, size;
 901
 902                 new_area = xen_find_free_area(boot_params.hdr.ramdisk_size);
 903                 if (!new_area) {
 904                         xen_raw_console_write("Can't find new memory area for initrd needed due to E820 map conflict\n");
 905                         BUG();
 906                 }
 907
 908                 start = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 909                 size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 910                 xen_phys_memcpy(new_area, start, size);
 911                 pr_info("initrd moved from [mem %#010llx-%#010llx] to [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 912                         start, start + size, new_area, new_area + size);
 913                 memblock_free(start, size);
 914                 boot_params.hdr.ramdisk_image = new_area;
 915                 boot_params.ext_ramdisk_image = new_area >> 32;
 916         }
 917
 918         /*
 919          * Set identity map on non-RAM pages and prepare remapping the
 920          * underlying RAM.
 921          */
 922         xen_set_identity_and_remap(max_pfn);
 923
 924         return "Xen";
 925 }
 926
 927 /*
 928  * Machine specific memory setup for auto-translated guests.
 929  */
 930 char * __init xen_auto_xlated_memory_setup(void)
 931 {
 932         struct xen_memory_map memmap;
 933         int i;
 934         int rc;
 935
 936         memmap.nr_entries = E820MAX;
 937         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, xen_e820_map);
 938
 939         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_memory_map, &memmap);
 940         if (rc < 0)
 941                 panic("No memory map (%d)\n", rc);
 942
 943         xen_e820_map_entries = memmap.nr_entries;
 944
 945         sanitize_e820_map(xen_e820_map, ARRAY_SIZE(xen_e820_map),
 946                           &xen_e820_map_entries);
 947
 948         for (i = 0; i < xen_e820_map_entries; i++)
 949                 e820_add_region(xen_e820_map[i].addr, xen_e820_map[i].size,
 950                                 xen_e820_map[i].type);
 951
 952         /* Remove p2m info, it is not needed. */
 953         xen_start_info->mfn_list = 0;
 954         xen_start_info->first_p2m_pfn = 0;
 955         xen_start_info->nr_p2m_frames = 0;
 956
 957         return "Xen";
 958 }
 959
 960 /*
 961  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
 962  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
 963  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
 964  */
 965 static void __init fiddle_vdso(void)
 966 {
 967 #ifdef CONFIG_X86_32
 968         /*
 969          * This could be called before selected_vdso32 is initialized, so
 970          * just fiddle with both possible images.  vdso_image_32_syscall
 971          * can't be selected, since it only exists on 64-bit systems.
 972          */
 973         u32 *mask;
 974         mask = vdso_image_32_int80.data +
 975                 vdso_image_32_int80.sym_VDSO32_NOTE_MASK;
 976         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 977         mask = vdso_image_32_sysenter.data +
 978                 vdso_image_32_sysenter.sym_VDSO32_NOTE_MASK;
 979         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 980 #endif
 981 }
 982
 983 static int register_callback(unsigned type, const void *func)
 984 {
 985         struct callback_register callback = {
 986                 .type = type,
 987                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
 988                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
 989         };
 990
 991         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
 992 }
 993
 994 void xen_enable_sysenter(void)
 995 {
 996         int ret;
 997         unsigned sysenter_feature;
 998
 999 #ifdef CONFIG_X86_32
1000         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
1001 #else
1002         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
1003 #endif
1004
1005         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
1006                 return;
1007
1008         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
1009         if(ret != 0)
1010                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
1011 }
1012
1013 void xen_enable_syscall(void)
1014 {
1015 #ifdef CONFIG_X86_64
1016         int ret;
1017
1018         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
1019         if (ret != 0) {
1020                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
1021                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
1022                    mechanism for syscalls. */
1023         }
1024
1025         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
1026                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
1027                                         xen_syscall32_target);
1028                 if (ret != 0)
1029                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
1030         }
1031 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1032 }
1033
1034 void __init xen_pvmmu_arch_setup(void)
1035 {
1036         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
1037         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
1038
1039         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
1040                              VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
1041
1042         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
1043             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
1044                 BUG();
1045
1046         xen_enable_sysenter();
1047         xen_enable_syscall();
1048 }
1049
1050 /* This function is not called for HVM domains */
1051 void __init xen_arch_setup(void)
1052 {
1053         xen_panic_handler_init();
1054         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1055                 xen_pvmmu_arch_setup();
1056
1057 #ifdef CONFIG_ACPI
1058         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
1059                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
1060                 disable_acpi();
1061         }
1062 #endif
1063
1064         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
1065                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
1066                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
1067
1068         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
1069         disable_cpuidle();
1070         disable_cpufreq();
1071         WARN_ON(xen_set_default_idle());
1072         fiddle_vdso();
1073 #ifdef CONFIG_NUMA
1074         numa_off = 1;
1075 #endif
1076 }