]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/x86/xen/enlighten.c
KVM: x86: fix RSM into 64-bit protected mode
[karo-tx-linux.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 #include <xen/xen.h>
37 #include <xen/events.h>
38 #include <xen/interface/xen.h>
39 #include <xen/interface/version.h>
40 #include <xen/interface/physdev.h>
41 #include <xen/interface/vcpu.h>
42 #include <xen/interface/memory.h>
43 #include <xen/interface/nmi.h>
44 #include <xen/interface/xen-mca.h>
45 #include <xen/features.h>
46 #include <xen/page.h>
47 #include <xen/hvm.h>
48 #include <xen/hvc-console.h>
49 #include <xen/acpi.h>
50
51 #include <asm/paravirt.h>
52 #include <asm/apic.h>
53 #include <asm/page.h>
54 #include <asm/xen/pci.h>
55 #include <asm/xen/hypercall.h>
56 #include <asm/xen/hypervisor.h>
57 #include <asm/fixmap.h>
58 #include <asm/processor.h>
59 #include <asm/proto.h>
60 #include <asm/msr-index.h>
61 #include <asm/traps.h>
62 #include <asm/setup.h>
63 #include <asm/desc.h>
64 #include <asm/pgalloc.h>
65 #include <asm/pgtable.h>
66 #include <asm/tlbflush.h>
67 #include <asm/reboot.h>
68 #include <asm/stackprotector.h>
69 #include <asm/hypervisor.h>
70 #include <asm/mach_traps.h>
71 #include <asm/mwait.h>
72 #include <asm/pci_x86.h>
73 #include <asm/pat.h>
74
75 #ifdef CONFIG_ACPI
76 #include <linux/acpi.h>
77 #include <asm/acpi.h>
78 #include <acpi/pdc_intel.h>
79 #include <acpi/processor.h>
80 #include <xen/interface/platform.h>
81 #endif
82
83 #include "xen-ops.h"
84 #include "mmu.h"
85 #include "smp.h"
86 #include "multicalls.h"
87 #include "pmu.h"
88
89 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
90
91 /*
92  * Pointer to the xen_vcpu_info structure or
93  * &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu]. See xen_hvm_init_shared_info
94  * and xen_vcpu_setup for details. By default it points to share_info->vcpu_info
95  * but if the hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info then it can point
96  * to xen_vcpu_info. The pointer is used in __xen_evtchn_do_upcall to
97  * acknowledge pending events.
98  * Also more subtly it is used by the patched version of irq enable/disable
99  * e.g. xen_irq_enable_direct and xen_iret in PV mode.
100  *
101  * The desire to be able to do those mask/unmask operations as a single
102  * instruction by using the per-cpu offset held in %gs is the real reason
103  * vcpu info is in a per-cpu pointer and the original reason for this
104  * hypercall.
105  *
106  */
107 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
108
109 /*
110  * Per CPU pages used if hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info
111  * hypercall. This can be used both in PV and PVHVM mode. The structure
112  * overrides the default per_cpu(xen_vcpu, cpu) value.
113  */
114 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
115
116 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
117 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
118
119 unsigned long *machine_to_phys_mapping = (void *)MACH2PHYS_VIRT_START;
120 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_mapping);
121 unsigned long  machine_to_phys_nr;
122 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_nr);
123
124 struct start_info *xen_start_info;
125 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
126
127 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
128
129 void *xen_initial_gdt;
130
131 RESERVE_BRK(shared_info_page_brk, PAGE_SIZE);
132 __read_mostly int xen_have_vector_callback;
133 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_have_vector_callback);
134
135 /*
136  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
137  * page as soon as fixmap is up and running.
138  */
139 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = &xen_dummy_shared_info;
140
141 /*
142  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
143  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
144  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
145  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
146  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
147  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
148  *
149  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
150  * but we can only optimise if the all are.
151  *
152  * 0: not available, 1: available
153  */
154 static int have_vcpu_info_placement = 1;
155
156 struct tls_descs {
157         struct desc_struct desc[3];
158 };
159
160 /*
161  * Updating the 3 TLS descriptors in the GDT on every task switch is
162  * surprisingly expensive so we avoid updating them if they haven't
163  * changed.  Since Xen writes different descriptors than the one
164  * passed in the update_descriptor hypercall we keep shadow copies to
165  * compare against.
166  */
167 static DEFINE_PER_CPU(struct tls_descs, shadow_tls_desc);
168
169 static void clamp_max_cpus(void)
170 {
171 #ifdef CONFIG_SMP
172         if (setup_max_cpus > MAX_VIRT_CPUS)
173                 setup_max_cpus = MAX_VIRT_CPUS;
174 #endif
175 }
176
177 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
178 {
179         struct vcpu_register_vcpu_info info;
180         int err;
181         struct vcpu_info *vcpup;
182
183         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
184
185         /*
186          * This path is called twice on PVHVM - first during bootup via
187          * smp_init -> xen_hvm_cpu_notify, and then if the VCPU is being
188          * hotplugged: cpu_up -> xen_hvm_cpu_notify.
189          * As we can only do the VCPUOP_register_vcpu_info once lets
190          * not over-write its result.
191          *
192          * For PV it is called during restore (xen_vcpu_restore) and bootup
193          * (xen_setup_vcpu_info_placement). The hotplug mechanism does not
194          * use this function.
195          */
196         if (xen_hvm_domain()) {
197                 if (per_cpu(xen_vcpu, cpu) == &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu))
198                         return;
199         }
200         if (cpu < MAX_VIRT_CPUS)
201                 per_cpu(xen_vcpu,cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
202
203         if (!have_vcpu_info_placement) {
204                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
205                         clamp_max_cpus();
206                 return;
207         }
208
209         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
210         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
211         info.offset = offset_in_page(vcpup);
212
213         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
214            structure where we want it, which allows direct access via
215            a percpu-variable.
216            N.B. This hypercall can _only_ be called once per CPU. Subsequent
217            calls will error out with -EINVAL. This is due to the fact that
218            hypervisor has no unregister variant and this hypercall does not
219            allow to over-write info.mfn and info.offset.
220          */
221         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
222
223         if (err) {
224                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
225                 have_vcpu_info_placement = 0;
226                 clamp_max_cpus();
227         } else {
228                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
229                    later ones fail to. */
230                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
231         }
232 }
233
234 /*
235  * On restore, set the vcpu placement up again.
236  * If it fails, then we're in a bad state, since
237  * we can't back out from using it...
238  */
239 void xen_vcpu_restore(void)
240 {
241         int cpu;
242
243         for_each_possible_cpu(cpu) {
244                 bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
245                 bool is_up = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_is_up, cpu, NULL);
246
247                 if (other_cpu && is_up &&
248                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
249                         BUG();
250
251                 xen_setup_runstate_info(cpu);
252
253                 if (have_vcpu_info_placement)
254                         xen_vcpu_setup(cpu);
255
256                 if (other_cpu && is_up &&
257                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
258                         BUG();
259         }
260 }
261
262 static void __init xen_banner(void)
263 {
264         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
265         struct xen_extraversion extra;
266         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
267
268         pr_info("Booting paravirtualized kernel %son %s\n",
269                 xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap) ?
270                         "with PVH extensions " : "", pv_info.name);
271         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
272                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
273                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
274 }
275 /* Check if running on Xen version (major, minor) or later */
276 bool
277 xen_running_on_version_or_later(unsigned int major, unsigned int minor)
278 {
279         unsigned int version;
280
281         if (!xen_domain())
282                 return false;
283
284         version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
285         if ((((version >> 16) == major) && ((version & 0xffff) >= minor)) ||
286                 ((version >> 16) > major))
287                 return true;
288         return false;
289 }
290
291 #define CPUID_THERM_POWER_LEAF 6
292 #define APERFMPERF_PRESENT 0
293
294 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
295 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
296
297 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
298 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_ecx_val;
299 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_edx_val;
300
301 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
302                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
303 {
304         unsigned maskebx = ~0;
305         unsigned maskecx = ~0;
306         unsigned maskedx = ~0;
307         unsigned setecx = 0;
308         /*
309          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
310          * unsupported kernel subsystems as possible.
311          */
312         switch (*ax) {
313         case 1:
314                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
315                 setecx = cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
316                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
317                 break;
318
319         case CPUID_MWAIT_LEAF:
320                 /* Synthesize the values.. */
321                 *ax = 0;
322                 *bx = 0;
323                 *cx = cpuid_leaf5_ecx_val;
324                 *dx = cpuid_leaf5_edx_val;
325                 return;
326
327         case CPUID_THERM_POWER_LEAF:
328                 /* Disabling APERFMPERF for kernel usage */
329                 maskecx = ~(1 << APERFMPERF_PRESENT);
330                 break;
331
332         case 0xb:
333                 /* Suppress extended topology stuff */
334                 maskebx = 0;
335                 break;
336         }
337
338         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
339                 : "=a" (*ax),
340                   "=b" (*bx),
341                   "=c" (*cx),
342                   "=d" (*dx)
343                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
344
345         *bx &= maskebx;
346         *cx &= maskecx;
347         *cx |= setecx;
348         *dx &= maskedx;
349
350 }
351
352 static bool __init xen_check_mwait(void)
353 {
354 #ifdef CONFIG_ACPI
355         struct xen_platform_op op = {
356                 .cmd                    = XENPF_set_processor_pminfo,
357                 .u.set_pminfo.id        = -1,
358                 .u.set_pminfo.type      = XEN_PM_PDC,
359         };
360         uint32_t buf[3];
361         unsigned int ax, bx, cx, dx;
362         unsigned int mwait_mask;
363
364         /* We need to determine whether it is OK to expose the MWAIT
365          * capability to the kernel to harvest deeper than C3 states from ACPI
366          * _CST using the processor_harvest_xen.c module. For this to work, we
367          * need to gather the MWAIT_LEAF values (which the cstate.c code
368          * checks against). The hypervisor won't expose the MWAIT flag because
369          * it would break backwards compatibility; so we will find out directly
370          * from the hardware and hypercall.
371          */
372         if (!xen_initial_domain())
373                 return false;
374
375         /*
376          * When running under platform earlier than Xen4.2, do not expose
377          * mwait, to avoid the risk of loading native acpi pad driver
378          */
379         if (!xen_running_on_version_or_later(4, 2))
380                 return false;
381
382         ax = 1;
383         cx = 0;
384
385         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
386
387         mwait_mask = (1 << (X86_FEATURE_EST % 32)) |
388                      (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
389
390         if ((cx & mwait_mask) != mwait_mask)
391                 return false;
392
393         /* We need to emulate the MWAIT_LEAF and for that we need both
394          * ecx and edx. The hypercall provides only partial information.
395          */
396
397         ax = CPUID_MWAIT_LEAF;
398         bx = 0;
399         cx = 0;
400         dx = 0;
401
402         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
403
404         /* Ask the Hypervisor whether to clear ACPI_PDC_C_C2C3_FFH. If so,
405          * don't expose MWAIT_LEAF and let ACPI pick the IOPORT version of C3.
406          */
407         buf[0] = ACPI_PDC_REVISION_ID;
408         buf[1] = 1;
409         buf[2] = (ACPI_PDC_C_CAPABILITY_SMP | ACPI_PDC_EST_CAPABILITY_SWSMP);
410
411         set_xen_guest_handle(op.u.set_pminfo.pdc, buf);
412
413         if ((HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0) &&
414             (buf[2] & (ACPI_PDC_C_C1_FFH | ACPI_PDC_C_C2C3_FFH))) {
415                 cpuid_leaf5_ecx_val = cx;
416                 cpuid_leaf5_edx_val = dx;
417         }
418         return true;
419 #else
420         return false;
421 #endif
422 }
423 static void __init xen_init_cpuid_mask(void)
424 {
425         unsigned int ax, bx, cx, dx;
426         unsigned int xsave_mask;
427
428         cpuid_leaf1_edx_mask =
429                 ~((1 << X86_FEATURE_MTRR) |  /* disable MTRR */
430                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
431
432         if (!xen_initial_domain())
433                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
434                         ~((1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
435
436         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_X2APIC % 32));
437
438         ax = 1;
439         cx = 0;
440         cpuid(1, &ax, &bx, &cx, &dx);
441
442         xsave_mask =
443                 (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32)) |
444                 (1 << (X86_FEATURE_OSXSAVE % 32));
445
446         /* Xen will set CR4.OSXSAVE if supported and not disabled by force */
447         if ((cx & xsave_mask) != xsave_mask)
448                 cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~xsave_mask; /* disable XSAVE & OSXSAVE */
449         if (xen_check_mwait())
450                 cpuid_leaf1_ecx_set_mask = (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
451 }
452
453 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
454 {
455         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
456 }
457
458 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
459 {
460         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
461 }
462
463 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
464 {
465         xen_mc_flush();
466         paravirt_end_context_switch(next);
467 }
468
469 static unsigned long xen_store_tr(void)
470 {
471         return 0;
472 }
473
474 /*
475  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
476  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
477  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
478  * match.
479  */
480 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
481 {
482         int level;
483         pte_t *ptep;
484         pte_t pte;
485         unsigned long pfn;
486         struct page *page;
487         unsigned char dummy;
488
489         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
490         BUG_ON(ptep == NULL);
491
492         pfn = pte_pfn(*ptep);
493         page = pfn_to_page(pfn);
494
495         pte = pfn_pte(pfn, prot);
496
497         /*
498          * Careful: update_va_mapping() will fail if the virtual address
499          * we're poking isn't populated in the page tables.  We don't
500          * need to worry about the direct map (that's always in the page
501          * tables), but we need to be careful about vmap space.  In
502          * particular, the top level page table can lazily propagate
503          * entries between processes, so if we've switched mms since we
504          * vmapped the target in the first place, we might not have the
505          * top-level page table entry populated.
506          *
507          * We disable preemption because we want the same mm active when
508          * we probe the target and when we issue the hypercall.  We'll
509          * have the same nominal mm, but if we're a kernel thread, lazy
510          * mm dropping could change our pgd.
511          *
512          * Out of an abundance of caution, this uses __get_user() to fault
513          * in the target address just in case there's some obscure case
514          * in which the target address isn't readable.
515          */
516
517         preempt_disable();
518
519         pagefault_disable();    /* Avoid warnings due to being atomic. */
520         __get_user(dummy, (unsigned char __user __force *)v);
521         pagefault_enable();
522
523         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
524                 BUG();
525
526         if (!PageHighMem(page)) {
527                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
528
529                 if (av != v)
530                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
531                                 BUG();
532         } else
533                 kmap_flush_unused();
534
535         preempt_enable();
536 }
537
538 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
539 {
540         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
541         int i;
542
543         /*
544          * We need to mark the all aliases of the LDT pages RO.  We
545          * don't need to call vm_flush_aliases(), though, since that's
546          * only responsible for flushing aliases out the TLBs, not the
547          * page tables, and Xen will flush the TLB for us if needed.
548          *
549          * To avoid confusing future readers: none of this is necessary
550          * to load the LDT.  The hypervisor only checks this when the
551          * LDT is faulted in due to subsequent descriptor access.
552          */
553
554         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
555                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
556 }
557
558 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
559 {
560         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
561         int i;
562
563         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
564                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
565 }
566
567 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
568 {
569         struct mmuext_op *op;
570         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
571
572         trace_xen_cpu_set_ldt(addr, entries);
573
574         op = mcs.args;
575         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
576         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
577         op->arg2.nr_ents = entries;
578
579         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
580
581         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
582 }
583
584 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
585 {
586         unsigned long va = dtr->address;
587         unsigned int size = dtr->size + 1;
588         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
589         unsigned long frames[pages];
590         int f;
591
592         /*
593          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
594          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
595          */
596
597         BUG_ON(size > 65536);
598         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
599
600         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
601                 int level;
602                 pte_t *ptep;
603                 unsigned long pfn, mfn;
604                 void *virt;
605
606                 /*
607                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
608                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
609                  * page-walk to get the underlying MFN for the
610                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
611                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
612                  */
613                 ptep = lookup_address(va, &level);
614                 BUG_ON(ptep == NULL);
615
616                 pfn = pte_pfn(*ptep);
617                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
618                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
619
620                 frames[f] = mfn;
621
622                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
623                 make_lowmem_page_readonly(virt);
624         }
625
626         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
627                 BUG();
628 }
629
630 /*
631  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
632  */
633 static void __init xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
634 {
635         unsigned long va = dtr->address;
636         unsigned int size = dtr->size + 1;
637         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
638         unsigned long frames[pages];
639         int f;
640
641         /*
642          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
643          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
644          */
645
646         BUG_ON(size > 65536);
647         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
648
649         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
650                 pte_t pte;
651                 unsigned long pfn, mfn;
652
653                 pfn = virt_to_pfn(va);
654                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
655
656                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
657
658                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
659                         BUG();
660
661                 frames[f] = mfn;
662         }
663
664         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
665                 BUG();
666 }
667
668 static inline bool desc_equal(const struct desc_struct *d1,
669                               const struct desc_struct *d2)
670 {
671         return d1->a == d2->a && d1->b == d2->b;
672 }
673
674 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
675                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
676 {
677         struct desc_struct *shadow = &per_cpu(shadow_tls_desc, cpu).desc[i];
678         struct desc_struct *gdt;
679         xmaddr_t maddr;
680         struct multicall_space mc;
681
682         if (desc_equal(shadow, &t->tls_array[i]))
683                 return;
684
685         *shadow = t->tls_array[i];
686
687         gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
688         maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
689         mc = __xen_mc_entry(0);
690
691         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
692 }
693
694 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
695 {
696         /*
697          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
698          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
699          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
700          * can zero it out to prevent faults on exit from the
701          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
702          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
703          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
704          * save/restore %gs for normal hypercalls.
705          *
706          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
707          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
708          * must not zero %gs on x86_64
709          *
710          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
711          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
712          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
713          */
714         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
715 #ifdef CONFIG_X86_32
716                 lazy_load_gs(0);
717 #else
718                 loadsegment(fs, 0);
719 #endif
720         }
721
722         xen_mc_batch();
723
724         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
725         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
726         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
727
728         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
729 }
730
731 #ifdef CONFIG_X86_64
732 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
733 {
734         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
735                 BUG();
736 }
737 #endif
738
739 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
740                                 const void *ptr)
741 {
742         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
743         u64 entry = *(u64 *)ptr;
744
745         trace_xen_cpu_write_ldt_entry(dt, entrynum, entry);
746
747         preempt_disable();
748
749         xen_mc_flush();
750         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
751                 BUG();
752
753         preempt_enable();
754 }
755
756 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
757                             struct trap_info *info)
758 {
759         unsigned long addr;
760
761         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
762                 return 0;
763
764         info->vector = vector;
765
766         addr = gate_offset(*val);
767 #ifdef CONFIG_X86_64
768         /*
769          * Look for known traps using IST, and substitute them
770          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
771          * about.  Xen will handle faults like double_fault,
772          * so we should never see them.  Warn if
773          * there's an unexpected IST-using fault handler.
774          */
775         if (addr == (unsigned long)debug)
776                 addr = (unsigned long)xen_debug;
777         else if (addr == (unsigned long)int3)
778                 addr = (unsigned long)xen_int3;
779         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
780                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
781         else if (addr == (unsigned long)double_fault) {
782                 /* Don't need to handle these */
783                 return 0;
784 #ifdef CONFIG_X86_MCE
785         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
786                 /*
787                  * when xen hypervisor inject vMCE to guest,
788                  * use native mce handler to handle it
789                  */
790                 ;
791 #endif
792         } else if (addr == (unsigned long)nmi)
793                 /*
794                  * Use the native version as well.
795                  */
796                 ;
797         else {
798                 /* Some other trap using IST? */
799                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
800                         return 0;
801         }
802 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
803         info->address = addr;
804
805         info->cs = gate_segment(*val);
806         info->flags = val->dpl;
807         /* interrupt gates clear IF */
808         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
809                 info->flags |= 1 << 2;
810
811         return 1;
812 }
813
814 /* Locations of each CPU's IDT */
815 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
816
817 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
818    also update Xen. */
819 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
820 {
821         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
822         unsigned long start, end;
823
824         trace_xen_cpu_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
825
826         preempt_disable();
827
828         start = __this_cpu_read(idt_desc.address);
829         end = start + __this_cpu_read(idt_desc.size) + 1;
830
831         xen_mc_flush();
832
833         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
834
835         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
836                 struct trap_info info[2];
837
838                 info[1].address = 0;
839
840                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
841                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
842                                 BUG();
843         }
844
845         preempt_enable();
846 }
847
848 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
849                                   struct trap_info *traps)
850 {
851         unsigned in, out, count;
852
853         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
854         BUG_ON(count > 256);
855
856         for (in = out = 0; in < count; in++) {
857                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
858
859                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
860                         out++;
861         }
862         traps[out].address = 0;
863 }
864
865 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
866 {
867         const struct desc_ptr *desc = this_cpu_ptr(&idt_desc);
868
869         xen_convert_trap_info(desc, traps);
870 }
871
872 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
873    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
874    it avoids allocation, and saves stack space). */
875 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
876 {
877         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
878         static struct trap_info traps[257];
879
880         trace_xen_cpu_load_idt(desc);
881
882         spin_lock(&lock);
883
884         memcpy(this_cpu_ptr(&idt_desc), desc, sizeof(idt_desc));
885
886         xen_convert_trap_info(desc, traps);
887
888         xen_mc_flush();
889         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
890                 BUG();
891
892         spin_unlock(&lock);
893 }
894
895 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
896    they're handled differently. */
897 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
898                                 const void *desc, int type)
899 {
900         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
901
902         preempt_disable();
903
904         switch (type) {
905         case DESC_LDT:
906         case DESC_TSS:
907                 /* ignore */
908                 break;
909
910         default: {
911                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
912
913                 xen_mc_flush();
914                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
915                         BUG();
916         }
917
918         }
919
920         preempt_enable();
921 }
922
923 /*
924  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
925  * update an entry as simply as possible.
926  */
927 static void __init xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
928                                             const void *desc, int type)
929 {
930         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
931
932         switch (type) {
933         case DESC_LDT:
934         case DESC_TSS:
935                 /* ignore */
936                 break;
937
938         default: {
939                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
940
941                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
942                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
943         }
944
945         }
946 }
947
948 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
949                          struct thread_struct *thread)
950 {
951         struct multicall_space mcs;
952
953         mcs = xen_mc_entry(0);
954         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
955         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
956         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
957 }
958
959 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
960 {
961         struct physdev_set_iopl set_iopl;
962
963         /* Force the change at ring 0. */
964         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
965         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
966 }
967
968 static void xen_io_delay(void)
969 {
970 }
971
972 static void xen_clts(void)
973 {
974         struct multicall_space mcs;
975
976         mcs = xen_mc_entry(0);
977
978         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
979
980         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
981 }
982
983 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
984
985 static unsigned long xen_read_cr0(void)
986 {
987         unsigned long cr0 = this_cpu_read(xen_cr0_value);
988
989         if (unlikely(cr0 == 0)) {
990                 cr0 = native_read_cr0();
991                 this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
992         }
993
994         return cr0;
995 }
996
997 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
998 {
999         struct multicall_space mcs;
1000
1001         this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
1002
1003         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
1004            ignored. */
1005         mcs = xen_mc_entry(0);
1006
1007         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
1008
1009         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1010 }
1011
1012 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
1013 {
1014         cr4 &= ~(X86_CR4_PGE | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PCE);
1015
1016         native_write_cr4(cr4);
1017 }
1018 #ifdef CONFIG_X86_64
1019 static inline unsigned long xen_read_cr8(void)
1020 {
1021         return 0;
1022 }
1023 static inline void xen_write_cr8(unsigned long val)
1024 {
1025         BUG_ON(val);
1026 }
1027 #endif
1028
1029 static u64 xen_read_msr_safe(unsigned int msr, int *err)
1030 {
1031         u64 val;
1032
1033         if (pmu_msr_read(msr, &val, err))
1034                 return val;
1035
1036         val = native_read_msr_safe(msr, err);
1037         switch (msr) {
1038         case MSR_IA32_APICBASE:
1039 #ifdef CONFIG_X86_X2APIC
1040                 if (!(cpuid_ecx(1) & (1 << (X86_FEATURE_X2APIC & 31))))
1041 #endif
1042                         val &= ~X2APIC_ENABLE;
1043                 break;
1044         }
1045         return val;
1046 }
1047
1048 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
1049 {
1050         int ret;
1051
1052         ret = 0;
1053
1054         switch (msr) {
1055 #ifdef CONFIG_X86_64
1056                 unsigned which;
1057                 u64 base;
1058
1059         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
1060         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
1061         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
1062
1063         set:
1064                 base = ((u64)high << 32) | low;
1065                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
1066                         ret = -EIO;
1067                 break;
1068 #endif
1069
1070         case MSR_STAR:
1071         case MSR_CSTAR:
1072         case MSR_LSTAR:
1073         case MSR_SYSCALL_MASK:
1074         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
1075         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
1076         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
1077                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
1078                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
1079                    Xen console noise. */
1080
1081         default:
1082                 if (!pmu_msr_write(msr, low, high, &ret))
1083                         ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
1084         }
1085
1086         return ret;
1087 }
1088
1089 void xen_setup_shared_info(void)
1090 {
1091         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1092                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
1093                            xen_start_info->shared_info);
1094
1095                 HYPERVISOR_shared_info =
1096                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
1097         } else
1098                 HYPERVISOR_shared_info =
1099                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
1100
1101 #ifndef CONFIG_SMP
1102         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
1103         xen_setup_vcpu_info_placement();
1104 #endif
1105
1106         xen_setup_mfn_list_list();
1107 }
1108
1109 /* This is called once we have the cpu_possible_mask */
1110 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
1111 {
1112         int cpu;
1113
1114         for_each_possible_cpu(cpu)
1115                 xen_vcpu_setup(cpu);
1116
1117         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
1118          * percpu area for all cpus, so make use of it. Note that for
1119          * PVH we want to use native IRQ mechanism. */
1120         if (have_vcpu_info_placement && !xen_pvh_domain()) {
1121                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
1122                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
1123                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
1124                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
1125                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
1126         }
1127 }
1128
1129 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
1130                           unsigned long addr, unsigned len)
1131 {
1132         char *start, *end, *reloc;
1133         unsigned ret;
1134
1135         start = end = reloc = NULL;
1136
1137 #define SITE(op, x)                                                     \
1138         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
1139         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
1140                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
1141                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
1142                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
1143         }                                                               \
1144         goto patch_site
1145
1146         switch (type) {
1147                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
1148                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
1149                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
1150                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
1151 #undef SITE
1152
1153         patch_site:
1154                 if (start == NULL || (end-start) > len)
1155                         goto default_patch;
1156
1157                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
1158
1159                 /* Note: because reloc is assigned from something that
1160                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
1161                    but doesn't know its relationship with start and
1162                    end. */
1163                 if (reloc > start && reloc < end) {
1164                         int reloc_off = reloc - start;
1165                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
1166                         long delta = start - (char *)addr;
1167
1168                         *relocp += delta;
1169                 }
1170                 break;
1171
1172         default_patch:
1173         default:
1174                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
1175                                              addr, len);
1176                 break;
1177         }
1178
1179         return ret;
1180 }
1181
1182 static const struct pv_info xen_info __initconst = {
1183         .paravirt_enabled = 1,
1184         .shared_kernel_pmd = 0,
1185
1186 #ifdef CONFIG_X86_64
1187         .extra_user_64bit_cs = FLAT_USER_CS64,
1188 #endif
1189
1190         .name = "Xen",
1191 };
1192
1193 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initconst = {
1194         .patch = xen_patch,
1195 };
1196
1197 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initconst = {
1198         .cpuid = xen_cpuid,
1199
1200         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
1201         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
1202
1203         .clts = xen_clts,
1204
1205         .read_cr0 = xen_read_cr0,
1206         .write_cr0 = xen_write_cr0,
1207
1208         .read_cr4 = native_read_cr4,
1209         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
1210         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1211
1212 #ifdef CONFIG_X86_64
1213         .read_cr8 = xen_read_cr8,
1214         .write_cr8 = xen_write_cr8,
1215 #endif
1216
1217         .wbinvd = native_wbinvd,
1218
1219         .read_msr = xen_read_msr_safe,
1220         .write_msr = xen_write_msr_safe,
1221
1222         .read_pmc = xen_read_pmc,
1223
1224         .iret = xen_iret,
1225 #ifdef CONFIG_X86_64
1226         .usergs_sysret32 = xen_sysret32,
1227         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
1228 #else
1229         .irq_enable_sysexit = xen_sysexit,
1230 #endif
1231
1232         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1233         .set_ldt = xen_set_ldt,
1234         .load_gdt = xen_load_gdt,
1235         .load_idt = xen_load_idt,
1236         .load_tls = xen_load_tls,
1237 #ifdef CONFIG_X86_64
1238         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
1239 #endif
1240
1241         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
1242         .free_ldt = xen_free_ldt,
1243
1244         .store_idt = native_store_idt,
1245         .store_tr = xen_store_tr,
1246
1247         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1248         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1249         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1250         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1251
1252         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1253         .io_delay = xen_io_delay,
1254
1255         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
1256         .swapgs = paravirt_nop,
1257
1258         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
1259         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
1260 };
1261
1262 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initconst = {
1263 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1264         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1265 #endif
1266 };
1267
1268 static void xen_reboot(int reason)
1269 {
1270         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1271         int cpu;
1272
1273         for_each_online_cpu(cpu)
1274                 xen_pmu_finish(cpu);
1275
1276         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1277                 BUG();
1278 }
1279
1280 static void xen_restart(char *msg)
1281 {
1282         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1283 }
1284
1285 static void xen_emergency_restart(void)
1286 {
1287         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1288 }
1289
1290 static void xen_machine_halt(void)
1291 {
1292         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1293 }
1294
1295 static void xen_machine_power_off(void)
1296 {
1297         if (pm_power_off)
1298                 pm_power_off();
1299         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1300 }
1301
1302 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1303 {
1304         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1305 }
1306
1307 static int
1308 xen_panic_event(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr)
1309 {
1310         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1311         return NOTIFY_DONE;
1312 }
1313
1314 static struct notifier_block xen_panic_block = {
1315         .notifier_call= xen_panic_event,
1316         .priority = INT_MIN
1317 };
1318
1319 int xen_panic_handler_init(void)
1320 {
1321         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &xen_panic_block);
1322         return 0;
1323 }
1324
1325 static const struct machine_ops xen_machine_ops __initconst = {
1326         .restart = xen_restart,
1327         .halt = xen_machine_halt,
1328         .power_off = xen_machine_power_off,
1329         .shutdown = xen_machine_halt,
1330         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1331         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1332 };
1333
1334 static unsigned char xen_get_nmi_reason(void)
1335 {
1336         unsigned char reason = 0;
1337
1338         /* Construct a value which looks like it came from port 0x61. */
1339         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_io_error,
1340                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1341                 reason |= NMI_REASON_IOCHK;
1342         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_pci_serr,
1343                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1344                 reason |= NMI_REASON_SERR;
1345
1346         return reason;
1347 }
1348
1349 static void __init xen_boot_params_init_edd(void)
1350 {
1351 #if IS_ENABLED(CONFIG_EDD)
1352         struct xen_platform_op op;
1353         struct edd_info *edd_info;
1354         u32 *mbr_signature;
1355         unsigned nr;
1356         int ret;
1357
1358         edd_info = boot_params.eddbuf;
1359         mbr_signature = boot_params.edd_mbr_sig_buffer;
1360
1361         op.cmd = XENPF_firmware_info;
1362
1363         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_INFO;
1364         for (nr = 0; nr < EDDMAXNR; nr++) {
1365                 struct edd_info *info = edd_info + nr;
1366
1367                 op.u.firmware_info.index = nr;
1368                 info->params.length = sizeof(info->params);
1369                 set_xen_guest_handle(op.u.firmware_info.u.disk_info.edd_params,
1370                                      &info->params);
1371                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1372                 if (ret)
1373                         break;
1374
1375 #define C(x) info->x = op.u.firmware_info.u.disk_info.x
1376                 C(device);
1377                 C(version);
1378                 C(interface_support);
1379                 C(legacy_max_cylinder);
1380                 C(legacy_max_head);
1381                 C(legacy_sectors_per_track);
1382 #undef C
1383         }
1384         boot_params.eddbuf_entries = nr;
1385
1386         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_MBR_SIGNATURE;
1387         for (nr = 0; nr < EDD_MBR_SIG_MAX; nr++) {
1388                 op.u.firmware_info.index = nr;
1389                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1390                 if (ret)
1391                         break;
1392                 mbr_signature[nr] = op.u.firmware_info.u.disk_mbr_signature.mbr_signature;
1393         }
1394         boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries = nr;
1395 #endif
1396 }
1397
1398 /*
1399  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1400  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1401  * function, which is most of the kernel.
1402  *
1403  * Note, that it is __ref because the only caller of this after init
1404  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1405  * __init functions.
1406  */
1407 static void __ref xen_setup_gdt(int cpu)
1408 {
1409         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1410 #ifdef CONFIG_X86_64
1411                 unsigned long dummy;
1412
1413                 load_percpu_segment(cpu); /* We need to access per-cpu area */
1414                 switch_to_new_gdt(cpu); /* GDT and GS set */
1415
1416                 /* We are switching of the Xen provided GDT to our HVM mode
1417                  * GDT. The new GDT has  __KERNEL_CS with CS.L = 1
1418                  * and we are jumping to reload it.
1419                  */
1420                 asm volatile ("pushq %0\n"
1421                               "leaq 1f(%%rip),%0\n"
1422                               "pushq %0\n"
1423                               "lretq\n"
1424                               "1:\n"
1425                               : "=&r" (dummy) : "0" (__KERNEL_CS));
1426
1427                 /*
1428                  * While not needed, we also set the %es, %ds, and %fs
1429                  * to zero. We don't care about %ss as it is NULL.
1430                  * Strictly speaking this is not needed as Xen zeros those
1431                  * out (and also MSR_FS_BASE, MSR_GS_BASE, MSR_KERNEL_GS_BASE)
1432                  *
1433                  * Linux zeros them in cpu_init() and in secondary_startup_64
1434                  * (for BSP).
1435                  */
1436                 loadsegment(es, 0);
1437                 loadsegment(ds, 0);
1438                 loadsegment(fs, 0);
1439 #else
1440                 /* PVH: TODO Implement. */
1441                 BUG();
1442 #endif
1443                 return; /* PVH does not need any PV GDT ops. */
1444         }
1445         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1446         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1447
1448         setup_stack_canary_segment(0);
1449         switch_to_new_gdt(0);
1450
1451         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1452         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1453 }
1454
1455 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1456 /*
1457  * A PV guest starts with default flags that are not set for PVH, set them
1458  * here asap.
1459  */
1460 static void xen_pvh_set_cr_flags(int cpu)
1461 {
1462
1463         /* Some of these are setup in 'secondary_startup_64'. The others:
1464          * X86_CR0_TS, X86_CR0_PE, X86_CR0_ET are set by Xen for HVM guests
1465          * (which PVH shared codepaths), while X86_CR0_PG is for PVH. */
1466         write_cr0(read_cr0() | X86_CR0_MP | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM);
1467
1468         if (!cpu)
1469                 return;
1470         /*
1471          * For BSP, PSE PGE are set in probe_page_size_mask(), for APs
1472          * set them here. For all, OSFXSR OSXMMEXCPT are set in fpu__init_cpu().
1473         */
1474         if (cpu_has_pse)
1475                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PSE);
1476
1477         if (cpu_has_pge)
1478                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PGE);
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Note, that it is ref - because the only caller of this after init
1483  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1484  * __init functions.
1485  */
1486 void __ref xen_pvh_secondary_vcpu_init(int cpu)
1487 {
1488         xen_setup_gdt(cpu);
1489         xen_pvh_set_cr_flags(cpu);
1490 }
1491
1492 static void __init xen_pvh_early_guest_init(void)
1493 {
1494         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1495                 return;
1496
1497         if (!xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1498                 return;
1499
1500         xen_have_vector_callback = 1;
1501
1502         xen_pvh_early_cpu_init(0, false);
1503         xen_pvh_set_cr_flags(0);
1504
1505 #ifdef CONFIG_X86_32
1506         BUG(); /* PVH: Implement proper support. */
1507 #endif
1508 }
1509 #endif    /* CONFIG_XEN_PVH */
1510
1511 /* First C function to be called on Xen boot */
1512 asmlinkage __visible void __init xen_start_kernel(void)
1513 {
1514         struct physdev_set_iopl set_iopl;
1515         unsigned long initrd_start = 0;
1516         u64 pat;
1517         int rc;
1518
1519         if (!xen_start_info)
1520                 return;
1521
1522         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1523
1524         xen_setup_features();
1525 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1526         xen_pvh_early_guest_init();
1527 #endif
1528         xen_setup_machphys_mapping();
1529
1530         /* Install Xen paravirt ops */
1531         pv_info = xen_info;
1532         pv_init_ops = xen_init_ops;
1533         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1534         if (!xen_pvh_domain()) {
1535                 pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1536
1537                 x86_platform.get_nmi_reason = xen_get_nmi_reason;
1538         }
1539
1540         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1541                 x86_init.resources.memory_setup = xen_auto_xlated_memory_setup;
1542         else
1543                 x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1544         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1545         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1546
1547         xen_init_time_ops();
1548
1549         /*
1550          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1551          */
1552
1553         xen_init_mmu_ops();
1554
1555         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1556         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1557
1558         /*
1559          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even
1560          * if CONFIG_HIGHPTE is enabled.
1561          */
1562         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
1563
1564         /* Work out if we support NX */
1565         x86_configure_nx();
1566
1567         /* Get mfn list */
1568         xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1569
1570         /*
1571          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1572          * -fstack-protector code can be executed.
1573          */
1574         xen_setup_gdt(0);
1575
1576         xen_init_irq_ops();
1577         xen_init_cpuid_mask();
1578
1579 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1580         /*
1581          * set up the basic apic ops.
1582          */
1583         xen_init_apic();
1584 #endif
1585
1586         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1587                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1588                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1589         }
1590
1591         machine_ops = xen_machine_ops;
1592
1593         /*
1594          * The only reliable way to retain the initial address of the
1595          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1596          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1597          */
1598         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1599
1600         xen_smp_init();
1601
1602 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1603         /*
1604          * The pages we from Xen are not related to machine pages, so
1605          * any NUMA information the kernel tries to get from ACPI will
1606          * be meaningless.  Prevent it from trying.
1607          */
1608         acpi_numa = -1;
1609 #endif
1610         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1611            possible map and a non-dummy shared_info. */
1612         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1613
1614         local_irq_disable();
1615         early_boot_irqs_disabled = true;
1616
1617         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1618         xen_setup_kernel_pagetable((pgd_t *)xen_start_info->pt_base,
1619                                    xen_start_info->nr_pages);
1620         xen_reserve_special_pages();
1621
1622         /*
1623          * Modify the cache mode translation tables to match Xen's PAT
1624          * configuration.
1625          */
1626         rdmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, pat);
1627         pat_init_cache_modes(pat);
1628
1629         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1630
1631 #ifdef CONFIG_X86_32
1632         pv_info.kernel_rpl = 1;
1633         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1634                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1635 #else
1636         pv_info.kernel_rpl = 0;
1637 #endif
1638         /* set the limit of our address space */
1639         xen_reserve_top();
1640
1641         /* PVH: runs at default kernel iopl of 0 */
1642         if (!xen_pvh_domain()) {
1643                 /*
1644                  * We used to do this in xen_arch_setup, but that is too late
1645                  * on AMD were early_cpu_init (run before ->arch_setup()) calls
1646                  * early_amd_init which pokes 0xcf8 port.
1647                  */
1648                 set_iopl.iopl = 1;
1649                 rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
1650                 if (rc != 0)
1651                         xen_raw_printk("physdev_op failed %d\n", rc);
1652         }
1653
1654 #ifdef CONFIG_X86_32
1655         /* set up basic CPUID stuff */
1656         cpu_detect(&new_cpu_data);
1657         set_cpu_cap(&new_cpu_data, X86_FEATURE_FPU);
1658         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1659         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1660 #endif
1661
1662         if (xen_start_info->mod_start) {
1663             if (xen_start_info->flags & SIF_MOD_START_PFN)
1664                 initrd_start = PFN_PHYS(xen_start_info->mod_start);
1665             else
1666                 initrd_start = __pa(xen_start_info->mod_start);
1667         }
1668
1669         /* Poke various useful things into boot_params */
1670         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1671         boot_params.hdr.ramdisk_image = initrd_start;
1672         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1673         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1674
1675         if (!xen_initial_domain()) {
1676                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1677                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1678                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1679                 if (pci_xen)
1680                         x86_init.pci.arch_init = pci_xen_init;
1681         } else {
1682                 const struct dom0_vga_console_info *info =
1683                         (void *)((char *)xen_start_info +
1684                                  xen_start_info->console.dom0.info_off);
1685                 struct xen_platform_op op = {
1686                         .cmd = XENPF_firmware_info,
1687                         .interface_version = XENPF_INTERFACE_VERSION,
1688                         .u.firmware_info.type = XEN_FW_KBD_SHIFT_FLAGS,
1689                 };
1690
1691                 xen_init_vga(info, xen_start_info->console.dom0.info_size);
1692                 xen_start_info->console.domU.mfn = 0;
1693                 xen_start_info->console.domU.evtchn = 0;
1694
1695                 if (HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0)
1696                         boot_params.kbd_status = op.u.firmware_info.u.kbd_shift_flags;
1697
1698                 /* Make sure ACS will be enabled */
1699                 pci_request_acs();
1700
1701                 xen_acpi_sleep_register();
1702
1703                 /* Avoid searching for BIOS MP tables */
1704                 x86_init.mpparse.find_smp_config = x86_init_noop;
1705                 x86_init.mpparse.get_smp_config = x86_init_uint_noop;
1706
1707                 xen_boot_params_init_edd();
1708         }
1709 #ifdef CONFIG_PCI
1710         /* PCI BIOS service won't work from a PV guest. */
1711         pci_probe &= ~PCI_PROBE_BIOS;
1712 #endif
1713         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1714
1715         xen_setup_runstate_info(0);
1716
1717         xen_efi_init();
1718
1719         /* Start the world */
1720 #ifdef CONFIG_X86_32
1721         i386_start_kernel();
1722 #else
1723         cr4_init_shadow(); /* 32b kernel does this in i386_start_kernel() */
1724         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1725 #endif
1726 }
1727
1728 void __ref xen_hvm_init_shared_info(void)
1729 {
1730         int cpu;
1731         struct xen_add_to_physmap xatp;
1732         static struct shared_info *shared_info_page = 0;
1733
1734         if (!shared_info_page)
1735                 shared_info_page = (struct shared_info *)
1736                         extend_brk(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1737         xatp.domid = DOMID_SELF;
1738         xatp.idx = 0;
1739         xatp.space = XENMAPSPACE_shared_info;
1740         xatp.gpfn = __pa(shared_info_page) >> PAGE_SHIFT;
1741         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_add_to_physmap, &xatp))
1742                 BUG();
1743
1744         HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)shared_info_page;
1745
1746         /* xen_vcpu is a pointer to the vcpu_info struct in the shared_info
1747          * page, we use it in the event channel upcall and in some pvclock
1748          * related functions. We don't need the vcpu_info placement
1749          * optimizations because we don't use any pv_mmu or pv_irq op on
1750          * HVM.
1751          * When xen_hvm_init_shared_info is run at boot time only vcpu 0 is
1752          * online but xen_hvm_init_shared_info is run at resume time too and
1753          * in that case multiple vcpus might be online. */
1754         for_each_online_cpu(cpu) {
1755                 /* Leave it to be NULL. */
1756                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
1757                         continue;
1758                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
1759         }
1760 }
1761
1762 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1763 static void __init init_hvm_pv_info(void)
1764 {
1765         int major, minor;
1766         uint32_t eax, ebx, ecx, edx, pages, msr, base;
1767         u64 pfn;
1768
1769         base = xen_cpuid_base();
1770         cpuid(base + 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1771
1772         major = eax >> 16;
1773         minor = eax & 0xffff;
1774         printk(KERN_INFO "Xen version %d.%d.\n", major, minor);
1775
1776         cpuid(base + 2, &pages, &msr, &ecx, &edx);
1777
1778         pfn = __pa(hypercall_page);
1779         wrmsr_safe(msr, (u32)pfn, (u32)(pfn >> 32));
1780
1781         xen_setup_features();
1782
1783         pv_info.name = "Xen HVM";
1784
1785         xen_domain_type = XEN_HVM_DOMAIN;
1786 }
1787
1788 static int xen_hvm_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
1789                               void *hcpu)
1790 {
1791         int cpu = (long)hcpu;
1792         switch (action) {
1793         case CPU_UP_PREPARE:
1794                 xen_vcpu_setup(cpu);
1795                 if (xen_have_vector_callback) {
1796                         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_safe_pvclock))
1797                                 xen_setup_timer(cpu);
1798                 }
1799                 break;
1800         default:
1801                 break;
1802         }
1803         return NOTIFY_OK;
1804 }
1805
1806 static struct notifier_block xen_hvm_cpu_notifier = {
1807         .notifier_call  = xen_hvm_cpu_notify,
1808 };
1809
1810 static void __init xen_hvm_guest_init(void)
1811 {
1812         if (xen_pv_domain())
1813                 return;
1814
1815         init_hvm_pv_info();
1816
1817         xen_hvm_init_shared_info();
1818
1819         xen_panic_handler_init();
1820
1821         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1822                 xen_have_vector_callback = 1;
1823         xen_hvm_smp_init();
1824         register_cpu_notifier(&xen_hvm_cpu_notifier);
1825         xen_unplug_emulated_devices();
1826         x86_init.irqs.intr_init = xen_init_IRQ;
1827         xen_hvm_init_time_ops();
1828         xen_hvm_init_mmu_ops();
1829 }
1830 #endif
1831
1832 static bool xen_nopv = false;
1833 static __init int xen_parse_nopv(char *arg)
1834 {
1835        xen_nopv = true;
1836        return 0;
1837 }
1838 early_param("xen_nopv", xen_parse_nopv);
1839
1840 static uint32_t __init xen_platform(void)
1841 {
1842         if (xen_nopv)
1843                 return 0;
1844
1845         return xen_cpuid_base();
1846 }
1847
1848 bool xen_hvm_need_lapic(void)
1849 {
1850         if (xen_nopv)
1851                 return false;
1852         if (xen_pv_domain())
1853                 return false;
1854         if (!xen_hvm_domain())
1855                 return false;
1856         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs) && xen_have_vector_callback)
1857                 return false;
1858         return true;
1859 }
1860 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_hvm_need_lapic);
1861
1862 static void xen_set_cpu_features(struct cpuinfo_x86 *c)
1863 {
1864         if (xen_pv_domain())
1865                 clear_cpu_bug(c, X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS);
1866 }
1867
1868 const struct hypervisor_x86 x86_hyper_xen = {
1869         .name                   = "Xen",
1870         .detect                 = xen_platform,
1871 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1872         .init_platform          = xen_hvm_guest_init,
1873 #endif
1874         .x2apic_available       = xen_x2apic_para_available,
1875         .set_cpu_features       = xen_set_cpu_features,
1876 };
1877 EXPORT_SYMBOL(x86_hyper_xen);