]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/x86/xen/enlighten.c
Merge remote-tracking branch 'samsung/for-next'
[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 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
37 #include <linux/kexec.h>
38 #endif
39
40 #include <xen/xen.h>
41 #include <xen/events.h>
42 #include <xen/interface/xen.h>
43 #include <xen/interface/version.h>
44 #include <xen/interface/physdev.h>
45 #include <xen/interface/vcpu.h>
46 #include <xen/interface/memory.h>
47 #include <xen/interface/nmi.h>
48 #include <xen/interface/xen-mca.h>
49 #include <xen/features.h>
50 #include <xen/page.h>
51 #include <xen/hvm.h>
52 #include <xen/hvc-console.h>
53 #include <xen/acpi.h>
54
55 #include <asm/paravirt.h>
56 #include <asm/apic.h>
57 #include <asm/page.h>
58 #include <asm/xen/pci.h>
59 #include <asm/xen/hypercall.h>
60 #include <asm/xen/hypervisor.h>
61 #include <asm/fixmap.h>
62 #include <asm/processor.h>
63 #include <asm/proto.h>
64 #include <asm/msr-index.h>
65 #include <asm/traps.h>
66 #include <asm/setup.h>
67 #include <asm/desc.h>
68 #include <asm/pgalloc.h>
69 #include <asm/pgtable.h>
70 #include <asm/tlbflush.h>
71 #include <asm/reboot.h>
72 #include <asm/stackprotector.h>
73 #include <asm/hypervisor.h>
74 #include <asm/mach_traps.h>
75 #include <asm/mwait.h>
76 #include <asm/pci_x86.h>
77 #include <asm/pat.h>
78
79 #ifdef CONFIG_ACPI
80 #include <linux/acpi.h>
81 #include <asm/acpi.h>
82 #include <acpi/pdc_intel.h>
83 #include <acpi/processor.h>
84 #include <xen/interface/platform.h>
85 #endif
86
87 #include "xen-ops.h"
88 #include "mmu.h"
89 #include "smp.h"
90 #include "multicalls.h"
91 #include "pmu.h"
92
93 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
94
95 /*
96  * Pointer to the xen_vcpu_info structure or
97  * &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu]. See xen_hvm_init_shared_info
98  * and xen_vcpu_setup for details. By default it points to share_info->vcpu_info
99  * but if the hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info then it can point
100  * to xen_vcpu_info. The pointer is used in __xen_evtchn_do_upcall to
101  * acknowledge pending events.
102  * Also more subtly it is used by the patched version of irq enable/disable
103  * e.g. xen_irq_enable_direct and xen_iret in PV mode.
104  *
105  * The desire to be able to do those mask/unmask operations as a single
106  * instruction by using the per-cpu offset held in %gs is the real reason
107  * vcpu info is in a per-cpu pointer and the original reason for this
108  * hypercall.
109  *
110  */
111 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
112
113 /*
114  * Per CPU pages used if hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info
115  * hypercall. This can be used both in PV and PVHVM mode. The structure
116  * overrides the default per_cpu(xen_vcpu, cpu) value.
117  */
118 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
119
120 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
121 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
122
123 unsigned long *machine_to_phys_mapping = (void *)MACH2PHYS_VIRT_START;
124 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_mapping);
125 unsigned long  machine_to_phys_nr;
126 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_nr);
127
128 struct start_info *xen_start_info;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
130
131 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
132
133 void *xen_initial_gdt;
134
135 RESERVE_BRK(shared_info_page_brk, PAGE_SIZE);
136 __read_mostly int xen_have_vector_callback;
137 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_have_vector_callback);
138
139 /*
140  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
141  * page as soon as fixmap is up and running.
142  */
143 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = &xen_dummy_shared_info;
144
145 /*
146  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
147  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
148  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
149  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
150  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
151  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
152  *
153  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
154  * but we can only optimise if the all are.
155  *
156  * 0: not available, 1: available
157  */
158 static int have_vcpu_info_placement = 1;
159
160 struct tls_descs {
161         struct desc_struct desc[3];
162 };
163
164 /*
165  * Updating the 3 TLS descriptors in the GDT on every task switch is
166  * surprisingly expensive so we avoid updating them if they haven't
167  * changed.  Since Xen writes different descriptors than the one
168  * passed in the update_descriptor hypercall we keep shadow copies to
169  * compare against.
170  */
171 static DEFINE_PER_CPU(struct tls_descs, shadow_tls_desc);
172
173 static void clamp_max_cpus(void)
174 {
175 #ifdef CONFIG_SMP
176         if (setup_max_cpus > MAX_VIRT_CPUS)
177                 setup_max_cpus = MAX_VIRT_CPUS;
178 #endif
179 }
180
181 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
182 {
183         struct vcpu_register_vcpu_info info;
184         int err;
185         struct vcpu_info *vcpup;
186
187         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
188
189         /*
190          * This path is called twice on PVHVM - first during bootup via
191          * smp_init -> xen_hvm_cpu_notify, and then if the VCPU is being
192          * hotplugged: cpu_up -> xen_hvm_cpu_notify.
193          * As we can only do the VCPUOP_register_vcpu_info once lets
194          * not over-write its result.
195          *
196          * For PV it is called during restore (xen_vcpu_restore) and bootup
197          * (xen_setup_vcpu_info_placement). The hotplug mechanism does not
198          * use this function.
199          */
200         if (xen_hvm_domain()) {
201                 if (per_cpu(xen_vcpu, cpu) == &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu))
202                         return;
203         }
204         if (cpu < MAX_VIRT_CPUS)
205                 per_cpu(xen_vcpu,cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
206
207         if (!have_vcpu_info_placement) {
208                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
209                         clamp_max_cpus();
210                 return;
211         }
212
213         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
214         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
215         info.offset = offset_in_page(vcpup);
216
217         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
218            structure where we want it, which allows direct access via
219            a percpu-variable.
220            N.B. This hypercall can _only_ be called once per CPU. Subsequent
221            calls will error out with -EINVAL. This is due to the fact that
222            hypervisor has no unregister variant and this hypercall does not
223            allow to over-write info.mfn and info.offset.
224          */
225         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
226
227         if (err) {
228                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
229                 have_vcpu_info_placement = 0;
230                 clamp_max_cpus();
231         } else {
232                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
233                    later ones fail to. */
234                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
235         }
236 }
237
238 /*
239  * On restore, set the vcpu placement up again.
240  * If it fails, then we're in a bad state, since
241  * we can't back out from using it...
242  */
243 void xen_vcpu_restore(void)
244 {
245         int cpu;
246
247         for_each_possible_cpu(cpu) {
248                 bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
249                 bool is_up = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_is_up, cpu, NULL);
250
251                 if (other_cpu && is_up &&
252                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
253                         BUG();
254
255                 xen_setup_runstate_info(cpu);
256
257                 if (have_vcpu_info_placement)
258                         xen_vcpu_setup(cpu);
259
260                 if (other_cpu && is_up &&
261                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
262                         BUG();
263         }
264 }
265
266 static void __init xen_banner(void)
267 {
268         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
269         struct xen_extraversion extra;
270         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
271
272         pr_info("Booting paravirtualized kernel %son %s\n",
273                 xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap) ?
274                         "with PVH extensions " : "", pv_info.name);
275         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
276                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
277                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
278 }
279 /* Check if running on Xen version (major, minor) or later */
280 bool
281 xen_running_on_version_or_later(unsigned int major, unsigned int minor)
282 {
283         unsigned int version;
284
285         if (!xen_domain())
286                 return false;
287
288         version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
289         if ((((version >> 16) == major) && ((version & 0xffff) >= minor)) ||
290                 ((version >> 16) > major))
291                 return true;
292         return false;
293 }
294
295 #define CPUID_THERM_POWER_LEAF 6
296 #define APERFMPERF_PRESENT 0
297
298 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
299 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
300
301 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
302 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_ecx_val;
303 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_edx_val;
304
305 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
306                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
307 {
308         unsigned maskebx = ~0;
309         unsigned maskecx = ~0;
310         unsigned maskedx = ~0;
311         unsigned setecx = 0;
312         /*
313          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
314          * unsupported kernel subsystems as possible.
315          */
316         switch (*ax) {
317         case 1:
318                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
319                 setecx = cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
320                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
321                 break;
322
323         case CPUID_MWAIT_LEAF:
324                 /* Synthesize the values.. */
325                 *ax = 0;
326                 *bx = 0;
327                 *cx = cpuid_leaf5_ecx_val;
328                 *dx = cpuid_leaf5_edx_val;
329                 return;
330
331         case CPUID_THERM_POWER_LEAF:
332                 /* Disabling APERFMPERF for kernel usage */
333                 maskecx = ~(1 << APERFMPERF_PRESENT);
334                 break;
335
336         case 0xb:
337                 /* Suppress extended topology stuff */
338                 maskebx = 0;
339                 break;
340         }
341
342         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
343                 : "=a" (*ax),
344                   "=b" (*bx),
345                   "=c" (*cx),
346                   "=d" (*dx)
347                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
348
349         *bx &= maskebx;
350         *cx &= maskecx;
351         *cx |= setecx;
352         *dx &= maskedx;
353
354 }
355
356 static bool __init xen_check_mwait(void)
357 {
358 #ifdef CONFIG_ACPI
359         struct xen_platform_op op = {
360                 .cmd                    = XENPF_set_processor_pminfo,
361                 .u.set_pminfo.id        = -1,
362                 .u.set_pminfo.type      = XEN_PM_PDC,
363         };
364         uint32_t buf[3];
365         unsigned int ax, bx, cx, dx;
366         unsigned int mwait_mask;
367
368         /* We need to determine whether it is OK to expose the MWAIT
369          * capability to the kernel to harvest deeper than C3 states from ACPI
370          * _CST using the processor_harvest_xen.c module. For this to work, we
371          * need to gather the MWAIT_LEAF values (which the cstate.c code
372          * checks against). The hypervisor won't expose the MWAIT flag because
373          * it would break backwards compatibility; so we will find out directly
374          * from the hardware and hypercall.
375          */
376         if (!xen_initial_domain())
377                 return false;
378
379         /*
380          * When running under platform earlier than Xen4.2, do not expose
381          * mwait, to avoid the risk of loading native acpi pad driver
382          */
383         if (!xen_running_on_version_or_later(4, 2))
384                 return false;
385
386         ax = 1;
387         cx = 0;
388
389         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
390
391         mwait_mask = (1 << (X86_FEATURE_EST % 32)) |
392                      (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
393
394         if ((cx & mwait_mask) != mwait_mask)
395                 return false;
396
397         /* We need to emulate the MWAIT_LEAF and for that we need both
398          * ecx and edx. The hypercall provides only partial information.
399          */
400
401         ax = CPUID_MWAIT_LEAF;
402         bx = 0;
403         cx = 0;
404         dx = 0;
405
406         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
407
408         /* Ask the Hypervisor whether to clear ACPI_PDC_C_C2C3_FFH. If so,
409          * don't expose MWAIT_LEAF and let ACPI pick the IOPORT version of C3.
410          */
411         buf[0] = ACPI_PDC_REVISION_ID;
412         buf[1] = 1;
413         buf[2] = (ACPI_PDC_C_CAPABILITY_SMP | ACPI_PDC_EST_CAPABILITY_SWSMP);
414
415         set_xen_guest_handle(op.u.set_pminfo.pdc, buf);
416
417         if ((HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0) &&
418             (buf[2] & (ACPI_PDC_C_C1_FFH | ACPI_PDC_C_C2C3_FFH))) {
419                 cpuid_leaf5_ecx_val = cx;
420                 cpuid_leaf5_edx_val = dx;
421         }
422         return true;
423 #else
424         return false;
425 #endif
426 }
427 static void __init xen_init_cpuid_mask(void)
428 {
429         unsigned int ax, bx, cx, dx;
430         unsigned int xsave_mask;
431
432         cpuid_leaf1_edx_mask =
433                 ~((1 << X86_FEATURE_MTRR) |  /* disable MTRR */
434                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
435
436         if (!xen_initial_domain())
437                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
438                         ~((1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
439
440         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_X2APIC % 32));
441
442         ax = 1;
443         cx = 0;
444         cpuid(1, &ax, &bx, &cx, &dx);
445
446         xsave_mask =
447                 (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32)) |
448                 (1 << (X86_FEATURE_OSXSAVE % 32));
449
450         /* Xen will set CR4.OSXSAVE if supported and not disabled by force */
451         if ((cx & xsave_mask) != xsave_mask)
452                 cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~xsave_mask; /* disable XSAVE & OSXSAVE */
453         if (xen_check_mwait())
454                 cpuid_leaf1_ecx_set_mask = (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
455 }
456
457 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
458 {
459         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
460 }
461
462 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
463 {
464         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
465 }
466
467 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
468 {
469         xen_mc_flush();
470         paravirt_end_context_switch(next);
471 }
472
473 static unsigned long xen_store_tr(void)
474 {
475         return 0;
476 }
477
478 /*
479  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
480  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
481  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
482  * match.
483  */
484 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
485 {
486         int level;
487         pte_t *ptep;
488         pte_t pte;
489         unsigned long pfn;
490         struct page *page;
491         unsigned char dummy;
492
493         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
494         BUG_ON(ptep == NULL);
495
496         pfn = pte_pfn(*ptep);
497         page = pfn_to_page(pfn);
498
499         pte = pfn_pte(pfn, prot);
500
501         /*
502          * Careful: update_va_mapping() will fail if the virtual address
503          * we're poking isn't populated in the page tables.  We don't
504          * need to worry about the direct map (that's always in the page
505          * tables), but we need to be careful about vmap space.  In
506          * particular, the top level page table can lazily propagate
507          * entries between processes, so if we've switched mms since we
508          * vmapped the target in the first place, we might not have the
509          * top-level page table entry populated.
510          *
511          * We disable preemption because we want the same mm active when
512          * we probe the target and when we issue the hypercall.  We'll
513          * have the same nominal mm, but if we're a kernel thread, lazy
514          * mm dropping could change our pgd.
515          *
516          * Out of an abundance of caution, this uses __get_user() to fault
517          * in the target address just in case there's some obscure case
518          * in which the target address isn't readable.
519          */
520
521         preempt_disable();
522
523         pagefault_disable();    /* Avoid warnings due to being atomic. */
524         __get_user(dummy, (unsigned char __user __force *)v);
525         pagefault_enable();
526
527         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
528                 BUG();
529
530         if (!PageHighMem(page)) {
531                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
532
533                 if (av != v)
534                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
535                                 BUG();
536         } else
537                 kmap_flush_unused();
538
539         preempt_enable();
540 }
541
542 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
543 {
544         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
545         int i;
546
547         /*
548          * We need to mark the all aliases of the LDT pages RO.  We
549          * don't need to call vm_flush_aliases(), though, since that's
550          * only responsible for flushing aliases out the TLBs, not the
551          * page tables, and Xen will flush the TLB for us if needed.
552          *
553          * To avoid confusing future readers: none of this is necessary
554          * to load the LDT.  The hypervisor only checks this when the
555          * LDT is faulted in due to subsequent descriptor access.
556          */
557
558         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
559                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
560 }
561
562 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
563 {
564         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
565         int i;
566
567         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
568                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
569 }
570
571 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
572 {
573         struct mmuext_op *op;
574         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
575
576         trace_xen_cpu_set_ldt(addr, entries);
577
578         op = mcs.args;
579         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
580         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
581         op->arg2.nr_ents = entries;
582
583         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
584
585         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
586 }
587
588 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
589 {
590         unsigned long va = dtr->address;
591         unsigned int size = dtr->size + 1;
592         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
593         unsigned long frames[pages];
594         int f;
595
596         /*
597          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
598          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
599          */
600
601         BUG_ON(size > 65536);
602         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
603
604         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
605                 int level;
606                 pte_t *ptep;
607                 unsigned long pfn, mfn;
608                 void *virt;
609
610                 /*
611                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
612                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
613                  * page-walk to get the underlying MFN for the
614                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
615                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
616                  */
617                 ptep = lookup_address(va, &level);
618                 BUG_ON(ptep == NULL);
619
620                 pfn = pte_pfn(*ptep);
621                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
622                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
623
624                 frames[f] = mfn;
625
626                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
627                 make_lowmem_page_readonly(virt);
628         }
629
630         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
631                 BUG();
632 }
633
634 /*
635  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
636  */
637 static void __init xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
638 {
639         unsigned long va = dtr->address;
640         unsigned int size = dtr->size + 1;
641         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
642         unsigned long frames[pages];
643         int f;
644
645         /*
646          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
647          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
648          */
649
650         BUG_ON(size > 65536);
651         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
652
653         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
654                 pte_t pte;
655                 unsigned long pfn, mfn;
656
657                 pfn = virt_to_pfn(va);
658                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
659
660                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
661
662                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
663                         BUG();
664
665                 frames[f] = mfn;
666         }
667
668         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
669                 BUG();
670 }
671
672 static inline bool desc_equal(const struct desc_struct *d1,
673                               const struct desc_struct *d2)
674 {
675         return d1->a == d2->a && d1->b == d2->b;
676 }
677
678 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
679                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
680 {
681         struct desc_struct *shadow = &per_cpu(shadow_tls_desc, cpu).desc[i];
682         struct desc_struct *gdt;
683         xmaddr_t maddr;
684         struct multicall_space mc;
685
686         if (desc_equal(shadow, &t->tls_array[i]))
687                 return;
688
689         *shadow = t->tls_array[i];
690
691         gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
692         maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
693         mc = __xen_mc_entry(0);
694
695         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
696 }
697
698 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
699 {
700         /*
701          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
702          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
703          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
704          * can zero it out to prevent faults on exit from the
705          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
706          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
707          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
708          * save/restore %gs for normal hypercalls.
709          *
710          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
711          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
712          * must not zero %gs on x86_64
713          *
714          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
715          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
716          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
717          */
718         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
719 #ifdef CONFIG_X86_32
720                 lazy_load_gs(0);
721 #else
722                 loadsegment(fs, 0);
723 #endif
724         }
725
726         xen_mc_batch();
727
728         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
729         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
730         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
731
732         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
733 }
734
735 #ifdef CONFIG_X86_64
736 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
737 {
738         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
739                 BUG();
740 }
741 #endif
742
743 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
744                                 const void *ptr)
745 {
746         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
747         u64 entry = *(u64 *)ptr;
748
749         trace_xen_cpu_write_ldt_entry(dt, entrynum, entry);
750
751         preempt_disable();
752
753         xen_mc_flush();
754         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
755                 BUG();
756
757         preempt_enable();
758 }
759
760 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
761                             struct trap_info *info)
762 {
763         unsigned long addr;
764
765         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
766                 return 0;
767
768         info->vector = vector;
769
770         addr = gate_offset(*val);
771 #ifdef CONFIG_X86_64
772         /*
773          * Look for known traps using IST, and substitute them
774          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
775          * about.  Xen will handle faults like double_fault,
776          * so we should never see them.  Warn if
777          * there's an unexpected IST-using fault handler.
778          */
779         if (addr == (unsigned long)debug)
780                 addr = (unsigned long)xen_debug;
781         else if (addr == (unsigned long)int3)
782                 addr = (unsigned long)xen_int3;
783         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
784                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
785         else if (addr == (unsigned long)double_fault) {
786                 /* Don't need to handle these */
787                 return 0;
788 #ifdef CONFIG_X86_MCE
789         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
790                 /*
791                  * when xen hypervisor inject vMCE to guest,
792                  * use native mce handler to handle it
793                  */
794                 ;
795 #endif
796         } else if (addr == (unsigned long)nmi)
797                 /*
798                  * Use the native version as well.
799                  */
800                 ;
801         else {
802                 /* Some other trap using IST? */
803                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
804                         return 0;
805         }
806 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
807         info->address = addr;
808
809         info->cs = gate_segment(*val);
810         info->flags = val->dpl;
811         /* interrupt gates clear IF */
812         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
813                 info->flags |= 1 << 2;
814
815         return 1;
816 }
817
818 /* Locations of each CPU's IDT */
819 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
820
821 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
822    also update Xen. */
823 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
824 {
825         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
826         unsigned long start, end;
827
828         trace_xen_cpu_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
829
830         preempt_disable();
831
832         start = __this_cpu_read(idt_desc.address);
833         end = start + __this_cpu_read(idt_desc.size) + 1;
834
835         xen_mc_flush();
836
837         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
838
839         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
840                 struct trap_info info[2];
841
842                 info[1].address = 0;
843
844                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
845                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
846                                 BUG();
847         }
848
849         preempt_enable();
850 }
851
852 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
853                                   struct trap_info *traps)
854 {
855         unsigned in, out, count;
856
857         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
858         BUG_ON(count > 256);
859
860         for (in = out = 0; in < count; in++) {
861                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
862
863                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
864                         out++;
865         }
866         traps[out].address = 0;
867 }
868
869 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
870 {
871         const struct desc_ptr *desc = this_cpu_ptr(&idt_desc);
872
873         xen_convert_trap_info(desc, traps);
874 }
875
876 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
877    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
878    it avoids allocation, and saves stack space). */
879 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
880 {
881         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
882         static struct trap_info traps[257];
883
884         trace_xen_cpu_load_idt(desc);
885
886         spin_lock(&lock);
887
888         memcpy(this_cpu_ptr(&idt_desc), desc, sizeof(idt_desc));
889
890         xen_convert_trap_info(desc, traps);
891
892         xen_mc_flush();
893         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
894                 BUG();
895
896         spin_unlock(&lock);
897 }
898
899 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
900    they're handled differently. */
901 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
902                                 const void *desc, int type)
903 {
904         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
905
906         preempt_disable();
907
908         switch (type) {
909         case DESC_LDT:
910         case DESC_TSS:
911                 /* ignore */
912                 break;
913
914         default: {
915                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
916
917                 xen_mc_flush();
918                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
919                         BUG();
920         }
921
922         }
923
924         preempt_enable();
925 }
926
927 /*
928  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
929  * update an entry as simply as possible.
930  */
931 static void __init xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
932                                             const void *desc, int type)
933 {
934         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
935
936         switch (type) {
937         case DESC_LDT:
938         case DESC_TSS:
939                 /* ignore */
940                 break;
941
942         default: {
943                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
944
945                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
946                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
947         }
948
949         }
950 }
951
952 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
953                          struct thread_struct *thread)
954 {
955         struct multicall_space mcs;
956
957         mcs = xen_mc_entry(0);
958         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
959         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
960         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
961 }
962
963 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
964 {
965         struct physdev_set_iopl set_iopl;
966
967         /* Force the change at ring 0. */
968         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
969         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
970 }
971
972 static void xen_io_delay(void)
973 {
974 }
975
976 static void xen_clts(void)
977 {
978         struct multicall_space mcs;
979
980         mcs = xen_mc_entry(0);
981
982         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
983
984         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
985 }
986
987 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
988
989 static unsigned long xen_read_cr0(void)
990 {
991         unsigned long cr0 = this_cpu_read(xen_cr0_value);
992
993         if (unlikely(cr0 == 0)) {
994                 cr0 = native_read_cr0();
995                 this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
996         }
997
998         return cr0;
999 }
1000
1001 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
1002 {
1003         struct multicall_space mcs;
1004
1005         this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
1006
1007         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
1008            ignored. */
1009         mcs = xen_mc_entry(0);
1010
1011         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
1012
1013         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1014 }
1015
1016 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
1017 {
1018         cr4 &= ~(X86_CR4_PGE | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PCE);
1019
1020         native_write_cr4(cr4);
1021 }
1022 #ifdef CONFIG_X86_64
1023 static inline unsigned long xen_read_cr8(void)
1024 {
1025         return 0;
1026 }
1027 static inline void xen_write_cr8(unsigned long val)
1028 {
1029         BUG_ON(val);
1030 }
1031 #endif
1032
1033 static u64 xen_read_msr_safe(unsigned int msr, int *err)
1034 {
1035         u64 val;
1036
1037         if (pmu_msr_read(msr, &val, err))
1038                 return val;
1039
1040         val = native_read_msr_safe(msr, err);
1041         switch (msr) {
1042         case MSR_IA32_APICBASE:
1043 #ifdef CONFIG_X86_X2APIC
1044                 if (!(cpuid_ecx(1) & (1 << (X86_FEATURE_X2APIC & 31))))
1045 #endif
1046                         val &= ~X2APIC_ENABLE;
1047                 break;
1048         }
1049         return val;
1050 }
1051
1052 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
1053 {
1054         int ret;
1055
1056         ret = 0;
1057
1058         switch (msr) {
1059 #ifdef CONFIG_X86_64
1060                 unsigned which;
1061                 u64 base;
1062
1063         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
1064         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
1065         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
1066
1067         set:
1068                 base = ((u64)high << 32) | low;
1069                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
1070                         ret = -EIO;
1071                 break;
1072 #endif
1073
1074         case MSR_STAR:
1075         case MSR_CSTAR:
1076         case MSR_LSTAR:
1077         case MSR_SYSCALL_MASK:
1078         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
1079         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
1080         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
1081                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
1082                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
1083                    Xen console noise. */
1084                 break;
1085
1086         default:
1087                 if (!pmu_msr_write(msr, low, high, &ret))
1088                         ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
1089         }
1090
1091         return ret;
1092 }
1093
1094 void xen_setup_shared_info(void)
1095 {
1096         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1097                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
1098                            xen_start_info->shared_info);
1099
1100                 HYPERVISOR_shared_info =
1101                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
1102         } else
1103                 HYPERVISOR_shared_info =
1104                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
1105
1106 #ifndef CONFIG_SMP
1107         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
1108         xen_setup_vcpu_info_placement();
1109 #endif
1110
1111         xen_setup_mfn_list_list();
1112 }
1113
1114 /* This is called once we have the cpu_possible_mask */
1115 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
1116 {
1117         int cpu;
1118
1119         for_each_possible_cpu(cpu)
1120                 xen_vcpu_setup(cpu);
1121
1122         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
1123          * percpu area for all cpus, so make use of it. Note that for
1124          * PVH we want to use native IRQ mechanism. */
1125         if (have_vcpu_info_placement && !xen_pvh_domain()) {
1126                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
1127                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
1128                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
1129                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
1130                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
1131         }
1132 }
1133
1134 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
1135                           unsigned long addr, unsigned len)
1136 {
1137         char *start, *end, *reloc;
1138         unsigned ret;
1139
1140         start = end = reloc = NULL;
1141
1142 #define SITE(op, x)                                                     \
1143         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
1144         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
1145                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
1146                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
1147                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
1148         }                                                               \
1149         goto patch_site
1150
1151         switch (type) {
1152                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
1153                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
1154                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
1155                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
1156 #undef SITE
1157
1158         patch_site:
1159                 if (start == NULL || (end-start) > len)
1160                         goto default_patch;
1161
1162                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
1163
1164                 /* Note: because reloc is assigned from something that
1165                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
1166                    but doesn't know its relationship with start and
1167                    end. */
1168                 if (reloc > start && reloc < end) {
1169                         int reloc_off = reloc - start;
1170                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
1171                         long delta = start - (char *)addr;
1172
1173                         *relocp += delta;
1174                 }
1175                 break;
1176
1177         default_patch:
1178         default:
1179                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
1180                                              addr, len);
1181                 break;
1182         }
1183
1184         return ret;
1185 }
1186
1187 static const struct pv_info xen_info __initconst = {
1188         .paravirt_enabled = 1,
1189         .shared_kernel_pmd = 0,
1190
1191 #ifdef CONFIG_X86_64
1192         .extra_user_64bit_cs = FLAT_USER_CS64,
1193 #endif
1194
1195         .name = "Xen",
1196 };
1197
1198 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initconst = {
1199         .patch = xen_patch,
1200 };
1201
1202 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initconst = {
1203         .cpuid = xen_cpuid,
1204
1205         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
1206         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
1207
1208         .clts = xen_clts,
1209
1210         .read_cr0 = xen_read_cr0,
1211         .write_cr0 = xen_write_cr0,
1212
1213         .read_cr4 = native_read_cr4,
1214         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
1215         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1216
1217 #ifdef CONFIG_X86_64
1218         .read_cr8 = xen_read_cr8,
1219         .write_cr8 = xen_write_cr8,
1220 #endif
1221
1222         .wbinvd = native_wbinvd,
1223
1224         .read_msr = xen_read_msr_safe,
1225         .write_msr = xen_write_msr_safe,
1226
1227         .read_pmc = xen_read_pmc,
1228
1229         .iret = xen_iret,
1230 #ifdef CONFIG_X86_64
1231         .usergs_sysret32 = xen_sysret32,
1232         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
1233 #else
1234         .irq_enable_sysexit = xen_sysexit,
1235 #endif
1236
1237         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1238         .set_ldt = xen_set_ldt,
1239         .load_gdt = xen_load_gdt,
1240         .load_idt = xen_load_idt,
1241         .load_tls = xen_load_tls,
1242 #ifdef CONFIG_X86_64
1243         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
1244 #endif
1245
1246         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
1247         .free_ldt = xen_free_ldt,
1248
1249         .store_idt = native_store_idt,
1250         .store_tr = xen_store_tr,
1251
1252         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1253         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1254         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1255         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1256
1257         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1258         .io_delay = xen_io_delay,
1259
1260         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
1261         .swapgs = paravirt_nop,
1262
1263         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
1264         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
1265 };
1266
1267 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initconst = {
1268 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1269         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1270 #endif
1271 };
1272
1273 static void xen_reboot(int reason)
1274 {
1275         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1276         int cpu;
1277
1278         for_each_online_cpu(cpu)
1279                 xen_pmu_finish(cpu);
1280
1281         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1282                 BUG();
1283 }
1284
1285 static void xen_restart(char *msg)
1286 {
1287         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1288 }
1289
1290 static void xen_emergency_restart(void)
1291 {
1292         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1293 }
1294
1295 static void xen_machine_halt(void)
1296 {
1297         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1298 }
1299
1300 static void xen_machine_power_off(void)
1301 {
1302         if (pm_power_off)
1303                 pm_power_off();
1304         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1305 }
1306
1307 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1308 {
1309         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1310 }
1311
1312 static int
1313 xen_panic_event(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr)
1314 {
1315         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1316         return NOTIFY_DONE;
1317 }
1318
1319 static struct notifier_block xen_panic_block = {
1320         .notifier_call= xen_panic_event,
1321         .priority = INT_MIN
1322 };
1323
1324 int xen_panic_handler_init(void)
1325 {
1326         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &xen_panic_block);
1327         return 0;
1328 }
1329
1330 static const struct machine_ops xen_machine_ops __initconst = {
1331         .restart = xen_restart,
1332         .halt = xen_machine_halt,
1333         .power_off = xen_machine_power_off,
1334         .shutdown = xen_machine_halt,
1335         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1336         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1337 };
1338
1339 static unsigned char xen_get_nmi_reason(void)
1340 {
1341         unsigned char reason = 0;
1342
1343         /* Construct a value which looks like it came from port 0x61. */
1344         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_io_error,
1345                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1346                 reason |= NMI_REASON_IOCHK;
1347         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_pci_serr,
1348                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1349                 reason |= NMI_REASON_SERR;
1350
1351         return reason;
1352 }
1353
1354 static void __init xen_boot_params_init_edd(void)
1355 {
1356 #if IS_ENABLED(CONFIG_EDD)
1357         struct xen_platform_op op;
1358         struct edd_info *edd_info;
1359         u32 *mbr_signature;
1360         unsigned nr;
1361         int ret;
1362
1363         edd_info = boot_params.eddbuf;
1364         mbr_signature = boot_params.edd_mbr_sig_buffer;
1365
1366         op.cmd = XENPF_firmware_info;
1367
1368         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_INFO;
1369         for (nr = 0; nr < EDDMAXNR; nr++) {
1370                 struct edd_info *info = edd_info + nr;
1371
1372                 op.u.firmware_info.index = nr;
1373                 info->params.length = sizeof(info->params);
1374                 set_xen_guest_handle(op.u.firmware_info.u.disk_info.edd_params,
1375                                      &info->params);
1376                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1377                 if (ret)
1378                         break;
1379
1380 #define C(x) info->x = op.u.firmware_info.u.disk_info.x
1381                 C(device);
1382                 C(version);
1383                 C(interface_support);
1384                 C(legacy_max_cylinder);
1385                 C(legacy_max_head);
1386                 C(legacy_sectors_per_track);
1387 #undef C
1388         }
1389         boot_params.eddbuf_entries = nr;
1390
1391         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_MBR_SIGNATURE;
1392         for (nr = 0; nr < EDD_MBR_SIG_MAX; nr++) {
1393                 op.u.firmware_info.index = nr;
1394                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1395                 if (ret)
1396                         break;
1397                 mbr_signature[nr] = op.u.firmware_info.u.disk_mbr_signature.mbr_signature;
1398         }
1399         boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries = nr;
1400 #endif
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1405  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1406  * function, which is most of the kernel.
1407  *
1408  * Note, that it is __ref because the only caller of this after init
1409  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1410  * __init functions.
1411  */
1412 static void __ref xen_setup_gdt(int cpu)
1413 {
1414         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1415 #ifdef CONFIG_X86_64
1416                 unsigned long dummy;
1417
1418                 load_percpu_segment(cpu); /* We need to access per-cpu area */
1419                 switch_to_new_gdt(cpu); /* GDT and GS set */
1420
1421                 /* We are switching of the Xen provided GDT to our HVM mode
1422                  * GDT. The new GDT has  __KERNEL_CS with CS.L = 1
1423                  * and we are jumping to reload it.
1424                  */
1425                 asm volatile ("pushq %0\n"
1426                               "leaq 1f(%%rip),%0\n"
1427                               "pushq %0\n"
1428                               "lretq\n"
1429                               "1:\n"
1430                               : "=&r" (dummy) : "0" (__KERNEL_CS));
1431
1432                 /*
1433                  * While not needed, we also set the %es, %ds, and %fs
1434                  * to zero. We don't care about %ss as it is NULL.
1435                  * Strictly speaking this is not needed as Xen zeros those
1436                  * out (and also MSR_FS_BASE, MSR_GS_BASE, MSR_KERNEL_GS_BASE)
1437                  *
1438                  * Linux zeros them in cpu_init() and in secondary_startup_64
1439                  * (for BSP).
1440                  */
1441                 loadsegment(es, 0);
1442                 loadsegment(ds, 0);
1443                 loadsegment(fs, 0);
1444 #else
1445                 /* PVH: TODO Implement. */
1446                 BUG();
1447 #endif
1448                 return; /* PVH does not need any PV GDT ops. */
1449         }
1450         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1451         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1452
1453         setup_stack_canary_segment(0);
1454         switch_to_new_gdt(0);
1455
1456         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1457         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1458 }
1459
1460 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1461 /*
1462  * A PV guest starts with default flags that are not set for PVH, set them
1463  * here asap.
1464  */
1465 static void xen_pvh_set_cr_flags(int cpu)
1466 {
1467
1468         /* Some of these are setup in 'secondary_startup_64'. The others:
1469          * X86_CR0_TS, X86_CR0_PE, X86_CR0_ET are set by Xen for HVM guests
1470          * (which PVH shared codepaths), while X86_CR0_PG is for PVH. */
1471         write_cr0(read_cr0() | X86_CR0_MP | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM);
1472
1473         if (!cpu)
1474                 return;
1475         /*
1476          * For BSP, PSE PGE are set in probe_page_size_mask(), for APs
1477          * set them here. For all, OSFXSR OSXMMEXCPT are set in fpu__init_cpu().
1478         */
1479         if (cpu_has_pse)
1480                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PSE);
1481
1482         if (cpu_has_pge)
1483                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PGE);
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Note, that it is ref - because the only caller of this after init
1488  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1489  * __init functions.
1490  */
1491 void __ref xen_pvh_secondary_vcpu_init(int cpu)
1492 {
1493         xen_setup_gdt(cpu);
1494         xen_pvh_set_cr_flags(cpu);
1495 }
1496
1497 static void __init xen_pvh_early_guest_init(void)
1498 {
1499         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1500                 return;
1501
1502         if (!xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1503                 return;
1504
1505         xen_have_vector_callback = 1;
1506
1507         xen_pvh_early_cpu_init(0, false);
1508         xen_pvh_set_cr_flags(0);
1509
1510 #ifdef CONFIG_X86_32
1511         BUG(); /* PVH: Implement proper support. */
1512 #endif
1513 }
1514 #endif    /* CONFIG_XEN_PVH */
1515
1516 /* First C function to be called on Xen boot */
1517 asmlinkage __visible void __init xen_start_kernel(void)
1518 {
1519         struct physdev_set_iopl set_iopl;
1520         unsigned long initrd_start = 0;
1521         u64 pat;
1522         int rc;
1523
1524         if (!xen_start_info)
1525                 return;
1526
1527         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1528
1529         xen_setup_features();
1530 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1531         xen_pvh_early_guest_init();
1532 #endif
1533         xen_setup_machphys_mapping();
1534
1535         /* Install Xen paravirt ops */
1536         pv_info = xen_info;
1537         pv_init_ops = xen_init_ops;
1538         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1539         if (!xen_pvh_domain()) {
1540                 pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1541
1542                 x86_platform.get_nmi_reason = xen_get_nmi_reason;
1543         }
1544
1545         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1546                 x86_init.resources.memory_setup = xen_auto_xlated_memory_setup;
1547         else
1548                 x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1549         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1550         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1551
1552         xen_init_time_ops();
1553
1554         /*
1555          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1556          */
1557
1558         xen_init_mmu_ops();
1559
1560         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1561         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1562
1563         /*
1564          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even
1565          * if CONFIG_HIGHPTE is enabled.
1566          */
1567         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
1568
1569         /* Work out if we support NX */
1570         x86_configure_nx();
1571
1572         /* Get mfn list */
1573         xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1574
1575         /*
1576          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1577          * -fstack-protector code can be executed.
1578          */
1579         xen_setup_gdt(0);
1580
1581         xen_init_irq_ops();
1582         xen_init_cpuid_mask();
1583
1584 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1585         /*
1586          * set up the basic apic ops.
1587          */
1588         xen_init_apic();
1589 #endif
1590
1591         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1592                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1593                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1594         }
1595
1596         machine_ops = xen_machine_ops;
1597
1598         /*
1599          * The only reliable way to retain the initial address of the
1600          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1601          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1602          */
1603         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1604
1605         xen_smp_init();
1606
1607 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1608         /*
1609          * The pages we from Xen are not related to machine pages, so
1610          * any NUMA information the kernel tries to get from ACPI will
1611          * be meaningless.  Prevent it from trying.
1612          */
1613         acpi_numa = -1;
1614 #endif
1615         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1616            possible map and a non-dummy shared_info. */
1617         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1618
1619         local_irq_disable();
1620         early_boot_irqs_disabled = true;
1621
1622         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1623         xen_setup_kernel_pagetable((pgd_t *)xen_start_info->pt_base,
1624                                    xen_start_info->nr_pages);
1625         xen_reserve_special_pages();
1626
1627         /*
1628          * Modify the cache mode translation tables to match Xen's PAT
1629          * configuration.
1630          */
1631         rdmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, pat);
1632         pat_init_cache_modes(pat);
1633
1634         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1635
1636 #ifdef CONFIG_X86_32
1637         pv_info.kernel_rpl = 1;
1638         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1639                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1640 #else
1641         pv_info.kernel_rpl = 0;
1642 #endif
1643         /* set the limit of our address space */
1644         xen_reserve_top();
1645
1646         /* PVH: runs at default kernel iopl of 0 */
1647         if (!xen_pvh_domain()) {
1648                 /*
1649                  * We used to do this in xen_arch_setup, but that is too late
1650                  * on AMD were early_cpu_init (run before ->arch_setup()) calls
1651                  * early_amd_init which pokes 0xcf8 port.
1652                  */
1653                 set_iopl.iopl = 1;
1654                 rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
1655                 if (rc != 0)
1656                         xen_raw_printk("physdev_op failed %d\n", rc);
1657         }
1658
1659 #ifdef CONFIG_X86_32
1660         /* set up basic CPUID stuff */
1661         cpu_detect(&new_cpu_data);
1662         set_cpu_cap(&new_cpu_data, X86_FEATURE_FPU);
1663         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1664         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1665 #endif
1666
1667         if (xen_start_info->mod_start) {
1668             if (xen_start_info->flags & SIF_MOD_START_PFN)
1669                 initrd_start = PFN_PHYS(xen_start_info->mod_start);
1670             else
1671                 initrd_start = __pa(xen_start_info->mod_start);
1672         }
1673
1674         /* Poke various useful things into boot_params */
1675         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1676         boot_params.hdr.ramdisk_image = initrd_start;
1677         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1678         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1679
1680         if (!xen_initial_domain()) {
1681                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1682                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1683                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1684                 if (pci_xen)
1685                         x86_init.pci.arch_init = pci_xen_init;
1686         } else {
1687                 const struct dom0_vga_console_info *info =
1688                         (void *)((char *)xen_start_info +
1689                                  xen_start_info->console.dom0.info_off);
1690                 struct xen_platform_op op = {
1691                         .cmd = XENPF_firmware_info,
1692                         .interface_version = XENPF_INTERFACE_VERSION,
1693                         .u.firmware_info.type = XEN_FW_KBD_SHIFT_FLAGS,
1694                 };
1695
1696                 xen_init_vga(info, xen_start_info->console.dom0.info_size);
1697                 xen_start_info->console.domU.mfn = 0;
1698                 xen_start_info->console.domU.evtchn = 0;
1699
1700                 if (HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0)
1701                         boot_params.kbd_status = op.u.firmware_info.u.kbd_shift_flags;
1702
1703                 /* Make sure ACS will be enabled */
1704                 pci_request_acs();
1705
1706                 xen_acpi_sleep_register();
1707
1708                 /* Avoid searching for BIOS MP tables */
1709                 x86_init.mpparse.find_smp_config = x86_init_noop;
1710                 x86_init.mpparse.get_smp_config = x86_init_uint_noop;
1711
1712                 xen_boot_params_init_edd();
1713         }
1714 #ifdef CONFIG_PCI
1715         /* PCI BIOS service won't work from a PV guest. */
1716         pci_probe &= ~PCI_PROBE_BIOS;
1717 #endif
1718         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1719
1720         xen_setup_runstate_info(0);
1721
1722         xen_efi_init();
1723
1724         /* Start the world */
1725 #ifdef CONFIG_X86_32
1726         i386_start_kernel();
1727 #else
1728         cr4_init_shadow(); /* 32b kernel does this in i386_start_kernel() */
1729         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1730 #endif
1731 }
1732
1733 void __ref xen_hvm_init_shared_info(void)
1734 {
1735         int cpu;
1736         struct xen_add_to_physmap xatp;
1737         static struct shared_info *shared_info_page = 0;
1738
1739         if (!shared_info_page)
1740                 shared_info_page = (struct shared_info *)
1741                         extend_brk(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1742         xatp.domid = DOMID_SELF;
1743         xatp.idx = 0;
1744         xatp.space = XENMAPSPACE_shared_info;
1745         xatp.gpfn = __pa(shared_info_page) >> PAGE_SHIFT;
1746         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_add_to_physmap, &xatp))
1747                 BUG();
1748
1749         HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)shared_info_page;
1750
1751         /* xen_vcpu is a pointer to the vcpu_info struct in the shared_info
1752          * page, we use it in the event channel upcall and in some pvclock
1753          * related functions. We don't need the vcpu_info placement
1754          * optimizations because we don't use any pv_mmu or pv_irq op on
1755          * HVM.
1756          * When xen_hvm_init_shared_info is run at boot time only vcpu 0 is
1757          * online but xen_hvm_init_shared_info is run at resume time too and
1758          * in that case multiple vcpus might be online. */
1759         for_each_online_cpu(cpu) {
1760                 /* Leave it to be NULL. */
1761                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
1762                         continue;
1763                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
1764         }
1765 }
1766
1767 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1768 static void __init init_hvm_pv_info(void)
1769 {
1770         int major, minor;
1771         uint32_t eax, ebx, ecx, edx, pages, msr, base;
1772         u64 pfn;
1773
1774         base = xen_cpuid_base();
1775         cpuid(base + 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1776
1777         major = eax >> 16;
1778         minor = eax & 0xffff;
1779         printk(KERN_INFO "Xen version %d.%d.\n", major, minor);
1780
1781         cpuid(base + 2, &pages, &msr, &ecx, &edx);
1782
1783         pfn = __pa(hypercall_page);
1784         wrmsr_safe(msr, (u32)pfn, (u32)(pfn >> 32));
1785
1786         xen_setup_features();
1787
1788         pv_info.name = "Xen HVM";
1789
1790         xen_domain_type = XEN_HVM_DOMAIN;
1791 }
1792
1793 static int xen_hvm_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
1794                               void *hcpu)
1795 {
1796         int cpu = (long)hcpu;
1797         switch (action) {
1798         case CPU_UP_PREPARE:
1799                 xen_vcpu_setup(cpu);
1800                 if (xen_have_vector_callback) {
1801                         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_safe_pvclock))
1802                                 xen_setup_timer(cpu);
1803                 }
1804                 break;
1805         default:
1806                 break;
1807         }
1808         return NOTIFY_OK;
1809 }
1810
1811 static struct notifier_block xen_hvm_cpu_notifier = {
1812         .notifier_call  = xen_hvm_cpu_notify,
1813 };
1814
1815 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
1816 static void xen_hvm_shutdown(void)
1817 {
1818         native_machine_shutdown();
1819         if (kexec_in_progress)
1820                 xen_reboot(SHUTDOWN_soft_reset);
1821 }
1822
1823 static void xen_hvm_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1824 {
1825         native_machine_crash_shutdown(regs);
1826         xen_reboot(SHUTDOWN_soft_reset);
1827 }
1828 #endif
1829
1830 static void __init xen_hvm_guest_init(void)
1831 {
1832         if (xen_pv_domain())
1833                 return;
1834
1835         init_hvm_pv_info();
1836
1837         xen_hvm_init_shared_info();
1838
1839         xen_panic_handler_init();
1840
1841         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1842                 xen_have_vector_callback = 1;
1843         xen_hvm_smp_init();
1844         register_cpu_notifier(&xen_hvm_cpu_notifier);
1845         xen_unplug_emulated_devices();
1846         x86_init.irqs.intr_init = xen_init_IRQ;
1847         xen_hvm_init_time_ops();
1848         xen_hvm_init_mmu_ops();
1849 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
1850         machine_ops.shutdown = xen_hvm_shutdown;
1851         machine_ops.crash_shutdown = xen_hvm_crash_shutdown;
1852 #endif
1853 }
1854 #endif
1855
1856 static bool xen_nopv = false;
1857 static __init int xen_parse_nopv(char *arg)
1858 {
1859        xen_nopv = true;
1860        return 0;
1861 }
1862 early_param("xen_nopv", xen_parse_nopv);
1863
1864 static uint32_t __init xen_platform(void)
1865 {
1866         if (xen_nopv)
1867                 return 0;
1868
1869         return xen_cpuid_base();
1870 }
1871
1872 bool xen_hvm_need_lapic(void)
1873 {
1874         if (xen_nopv)
1875                 return false;
1876         if (xen_pv_domain())
1877                 return false;
1878         if (!xen_hvm_domain())
1879                 return false;
1880         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs) && xen_have_vector_callback)
1881                 return false;
1882         return true;
1883 }
1884 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_hvm_need_lapic);
1885
1886 static void xen_set_cpu_features(struct cpuinfo_x86 *c)
1887 {
1888         if (xen_pv_domain())
1889                 clear_cpu_bug(c, X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS);
1890 }
1891
1892 const struct hypervisor_x86 x86_hyper_xen = {
1893         .name                   = "Xen",
1894         .detect                 = xen_platform,
1895 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1896         .init_platform          = xen_hvm_guest_init,
1897 #endif
1898         .x2apic_available       = xen_x2apic_para_available,
1899         .set_cpu_features       = xen_set_cpu_features,
1900 };
1901 EXPORT_SYMBOL(x86_hyper_xen);