Merge branch 'x86-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[cascardo/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 #include <linux/frame.h>
36
37 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
38 #include <linux/kexec.h>
39 #endif
40
41 #include <xen/xen.h>
42 #include <xen/events.h>
43 #include <xen/interface/xen.h>
44 #include <xen/interface/version.h>
45 #include <xen/interface/physdev.h>
46 #include <xen/interface/vcpu.h>
47 #include <xen/interface/memory.h>
48 #include <xen/interface/nmi.h>
49 #include <xen/interface/xen-mca.h>
50 #include <xen/features.h>
51 #include <xen/page.h>
52 #include <xen/hvm.h>
53 #include <xen/hvc-console.h>
54 #include <xen/acpi.h>
55
56 #include <asm/paravirt.h>
57 #include <asm/apic.h>
58 #include <asm/page.h>
59 #include <asm/xen/pci.h>
60 #include <asm/xen/hypercall.h>
61 #include <asm/xen/hypervisor.h>
62 #include <asm/fixmap.h>
63 #include <asm/processor.h>
64 #include <asm/proto.h>
65 #include <asm/msr-index.h>
66 #include <asm/traps.h>
67 #include <asm/setup.h>
68 #include <asm/desc.h>
69 #include <asm/pgalloc.h>
70 #include <asm/pgtable.h>
71 #include <asm/tlbflush.h>
72 #include <asm/reboot.h>
73 #include <asm/stackprotector.h>
74 #include <asm/hypervisor.h>
75 #include <asm/mach_traps.h>
76 #include <asm/mwait.h>
77 #include <asm/pci_x86.h>
78 #include <asm/pat.h>
79 #include <asm/cpu.h>
80
81 #ifdef CONFIG_ACPI
82 #include <linux/acpi.h>
83 #include <asm/acpi.h>
84 #include <acpi/pdc_intel.h>
85 #include <acpi/processor.h>
86 #include <xen/interface/platform.h>
87 #endif
88
89 #include "xen-ops.h"
90 #include "mmu.h"
91 #include "smp.h"
92 #include "multicalls.h"
93 #include "pmu.h"
94
95 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
96
97 /*
98  * Pointer to the xen_vcpu_info structure or
99  * &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu]. See xen_hvm_init_shared_info
100  * and xen_vcpu_setup for details. By default it points to share_info->vcpu_info
101  * but if the hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info then it can point
102  * to xen_vcpu_info. The pointer is used in __xen_evtchn_do_upcall to
103  * acknowledge pending events.
104  * Also more subtly it is used by the patched version of irq enable/disable
105  * e.g. xen_irq_enable_direct and xen_iret in PV mode.
106  *
107  * The desire to be able to do those mask/unmask operations as a single
108  * instruction by using the per-cpu offset held in %gs is the real reason
109  * vcpu info is in a per-cpu pointer and the original reason for this
110  * hypercall.
111  *
112  */
113 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
114
115 /*
116  * Per CPU pages used if hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info
117  * hypercall. This can be used both in PV and PVHVM mode. The structure
118  * overrides the default per_cpu(xen_vcpu, cpu) value.
119  */
120 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
121
122 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
123 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
124
125 unsigned long *machine_to_phys_mapping = (void *)MACH2PHYS_VIRT_START;
126 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_mapping);
127 unsigned long  machine_to_phys_nr;
128 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_nr);
129
130 struct start_info *xen_start_info;
131 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
132
133 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
134
135 void *xen_initial_gdt;
136
137 RESERVE_BRK(shared_info_page_brk, PAGE_SIZE);
138 __read_mostly int xen_have_vector_callback;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_have_vector_callback);
140
141 /*
142  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
143  * page as soon as fixmap is up and running.
144  */
145 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = &xen_dummy_shared_info;
146
147 /*
148  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
149  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
150  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
151  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
152  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
153  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
154  *
155  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
156  * but we can only optimise if the all are.
157  *
158  * 0: not available, 1: available
159  */
160 static int have_vcpu_info_placement = 1;
161
162 struct tls_descs {
163         struct desc_struct desc[3];
164 };
165
166 /*
167  * Updating the 3 TLS descriptors in the GDT on every task switch is
168  * surprisingly expensive so we avoid updating them if they haven't
169  * changed.  Since Xen writes different descriptors than the one
170  * passed in the update_descriptor hypercall we keep shadow copies to
171  * compare against.
172  */
173 static DEFINE_PER_CPU(struct tls_descs, shadow_tls_desc);
174
175 static void clamp_max_cpus(void)
176 {
177 #ifdef CONFIG_SMP
178         if (setup_max_cpus > MAX_VIRT_CPUS)
179                 setup_max_cpus = MAX_VIRT_CPUS;
180 #endif
181 }
182
183 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
184 {
185         struct vcpu_register_vcpu_info info;
186         int err;
187         struct vcpu_info *vcpup;
188
189         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
190
191         /*
192          * This path is called twice on PVHVM - first during bootup via
193          * smp_init -> xen_hvm_cpu_notify, and then if the VCPU is being
194          * hotplugged: cpu_up -> xen_hvm_cpu_notify.
195          * As we can only do the VCPUOP_register_vcpu_info once lets
196          * not over-write its result.
197          *
198          * For PV it is called during restore (xen_vcpu_restore) and bootup
199          * (xen_setup_vcpu_info_placement). The hotplug mechanism does not
200          * use this function.
201          */
202         if (xen_hvm_domain()) {
203                 if (per_cpu(xen_vcpu, cpu) == &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu))
204                         return;
205         }
206         if (cpu < MAX_VIRT_CPUS)
207                 per_cpu(xen_vcpu,cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
208
209         if (!have_vcpu_info_placement) {
210                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
211                         clamp_max_cpus();
212                 return;
213         }
214
215         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
216         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
217         info.offset = offset_in_page(vcpup);
218
219         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
220            structure where we want it, which allows direct access via
221            a percpu-variable.
222            N.B. This hypercall can _only_ be called once per CPU. Subsequent
223            calls will error out with -EINVAL. This is due to the fact that
224            hypervisor has no unregister variant and this hypercall does not
225            allow to over-write info.mfn and info.offset.
226          */
227         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
228
229         if (err) {
230                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
231                 have_vcpu_info_placement = 0;
232                 clamp_max_cpus();
233         } else {
234                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
235                    later ones fail to. */
236                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
237         }
238 }
239
240 /*
241  * On restore, set the vcpu placement up again.
242  * If it fails, then we're in a bad state, since
243  * we can't back out from using it...
244  */
245 void xen_vcpu_restore(void)
246 {
247         int cpu;
248
249         for_each_possible_cpu(cpu) {
250                 bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
251                 bool is_up = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_is_up, cpu, NULL);
252
253                 if (other_cpu && is_up &&
254                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
255                         BUG();
256
257                 xen_setup_runstate_info(cpu);
258
259                 if (have_vcpu_info_placement)
260                         xen_vcpu_setup(cpu);
261
262                 if (other_cpu && is_up &&
263                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
264                         BUG();
265         }
266 }
267
268 static void __init xen_banner(void)
269 {
270         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
271         struct xen_extraversion extra;
272         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
273
274         pr_info("Booting paravirtualized kernel %son %s\n",
275                 xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap) ?
276                         "with PVH extensions " : "", pv_info.name);
277         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
278                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
279                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
280 }
281 /* Check if running on Xen version (major, minor) or later */
282 bool
283 xen_running_on_version_or_later(unsigned int major, unsigned int minor)
284 {
285         unsigned int version;
286
287         if (!xen_domain())
288                 return false;
289
290         version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
291         if ((((version >> 16) == major) && ((version & 0xffff) >= minor)) ||
292                 ((version >> 16) > major))
293                 return true;
294         return false;
295 }
296
297 #define CPUID_THERM_POWER_LEAF 6
298 #define APERFMPERF_PRESENT 0
299
300 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
301 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
302
303 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
304 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_ecx_val;
305 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_edx_val;
306
307 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
308                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
309 {
310         unsigned maskebx = ~0;
311         unsigned maskecx = ~0;
312         unsigned maskedx = ~0;
313         unsigned setecx = 0;
314         /*
315          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
316          * unsupported kernel subsystems as possible.
317          */
318         switch (*ax) {
319         case 1:
320                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
321                 setecx = cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
322                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
323                 break;
324
325         case CPUID_MWAIT_LEAF:
326                 /* Synthesize the values.. */
327                 *ax = 0;
328                 *bx = 0;
329                 *cx = cpuid_leaf5_ecx_val;
330                 *dx = cpuid_leaf5_edx_val;
331                 return;
332
333         case CPUID_THERM_POWER_LEAF:
334                 /* Disabling APERFMPERF for kernel usage */
335                 maskecx = ~(1 << APERFMPERF_PRESENT);
336                 break;
337
338         case 0xb:
339                 /* Suppress extended topology stuff */
340                 maskebx = 0;
341                 break;
342         }
343
344         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
345                 : "=a" (*ax),
346                   "=b" (*bx),
347                   "=c" (*cx),
348                   "=d" (*dx)
349                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
350
351         *bx &= maskebx;
352         *cx &= maskecx;
353         *cx |= setecx;
354         *dx &= maskedx;
355 }
356 STACK_FRAME_NON_STANDARD(xen_cpuid); /* XEN_EMULATE_PREFIX */
357
358 static bool __init xen_check_mwait(void)
359 {
360 #ifdef CONFIG_ACPI
361         struct xen_platform_op op = {
362                 .cmd                    = XENPF_set_processor_pminfo,
363                 .u.set_pminfo.id        = -1,
364                 .u.set_pminfo.type      = XEN_PM_PDC,
365         };
366         uint32_t buf[3];
367         unsigned int ax, bx, cx, dx;
368         unsigned int mwait_mask;
369
370         /* We need to determine whether it is OK to expose the MWAIT
371          * capability to the kernel to harvest deeper than C3 states from ACPI
372          * _CST using the processor_harvest_xen.c module. For this to work, we
373          * need to gather the MWAIT_LEAF values (which the cstate.c code
374          * checks against). The hypervisor won't expose the MWAIT flag because
375          * it would break backwards compatibility; so we will find out directly
376          * from the hardware and hypercall.
377          */
378         if (!xen_initial_domain())
379                 return false;
380
381         /*
382          * When running under platform earlier than Xen4.2, do not expose
383          * mwait, to avoid the risk of loading native acpi pad driver
384          */
385         if (!xen_running_on_version_or_later(4, 2))
386                 return false;
387
388         ax = 1;
389         cx = 0;
390
391         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
392
393         mwait_mask = (1 << (X86_FEATURE_EST % 32)) |
394                      (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
395
396         if ((cx & mwait_mask) != mwait_mask)
397                 return false;
398
399         /* We need to emulate the MWAIT_LEAF and for that we need both
400          * ecx and edx. The hypercall provides only partial information.
401          */
402
403         ax = CPUID_MWAIT_LEAF;
404         bx = 0;
405         cx = 0;
406         dx = 0;
407
408         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
409
410         /* Ask the Hypervisor whether to clear ACPI_PDC_C_C2C3_FFH. If so,
411          * don't expose MWAIT_LEAF and let ACPI pick the IOPORT version of C3.
412          */
413         buf[0] = ACPI_PDC_REVISION_ID;
414         buf[1] = 1;
415         buf[2] = (ACPI_PDC_C_CAPABILITY_SMP | ACPI_PDC_EST_CAPABILITY_SWSMP);
416
417         set_xen_guest_handle(op.u.set_pminfo.pdc, buf);
418
419         if ((HYPERVISOR_platform_op(&op) == 0) &&
420             (buf[2] & (ACPI_PDC_C_C1_FFH | ACPI_PDC_C_C2C3_FFH))) {
421                 cpuid_leaf5_ecx_val = cx;
422                 cpuid_leaf5_edx_val = dx;
423         }
424         return true;
425 #else
426         return false;
427 #endif
428 }
429 static void __init xen_init_cpuid_mask(void)
430 {
431         unsigned int ax, bx, cx, dx;
432         unsigned int xsave_mask;
433
434         cpuid_leaf1_edx_mask =
435                 ~((1 << X86_FEATURE_MTRR) |  /* disable MTRR */
436                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
437
438         if (!xen_initial_domain())
439                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
440                         ~((1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
441
442         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_X2APIC % 32));
443
444         ax = 1;
445         cx = 0;
446         cpuid(1, &ax, &bx, &cx, &dx);
447
448         xsave_mask =
449                 (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32)) |
450                 (1 << (X86_FEATURE_OSXSAVE % 32));
451
452         /* Xen will set CR4.OSXSAVE if supported and not disabled by force */
453         if ((cx & xsave_mask) != xsave_mask)
454                 cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~xsave_mask; /* disable XSAVE & OSXSAVE */
455         if (xen_check_mwait())
456                 cpuid_leaf1_ecx_set_mask = (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
457 }
458
459 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
460 {
461         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
462 }
463
464 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
465 {
466         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
467 }
468
469 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
470 {
471         xen_mc_flush();
472         paravirt_end_context_switch(next);
473 }
474
475 static unsigned long xen_store_tr(void)
476 {
477         return 0;
478 }
479
480 /*
481  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
482  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
483  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
484  * match.
485  */
486 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
487 {
488         int level;
489         pte_t *ptep;
490         pte_t pte;
491         unsigned long pfn;
492         struct page *page;
493         unsigned char dummy;
494
495         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
496         BUG_ON(ptep == NULL);
497
498         pfn = pte_pfn(*ptep);
499         page = pfn_to_page(pfn);
500
501         pte = pfn_pte(pfn, prot);
502
503         /*
504          * Careful: update_va_mapping() will fail if the virtual address
505          * we're poking isn't populated in the page tables.  We don't
506          * need to worry about the direct map (that's always in the page
507          * tables), but we need to be careful about vmap space.  In
508          * particular, the top level page table can lazily propagate
509          * entries between processes, so if we've switched mms since we
510          * vmapped the target in the first place, we might not have the
511          * top-level page table entry populated.
512          *
513          * We disable preemption because we want the same mm active when
514          * we probe the target and when we issue the hypercall.  We'll
515          * have the same nominal mm, but if we're a kernel thread, lazy
516          * mm dropping could change our pgd.
517          *
518          * Out of an abundance of caution, this uses __get_user() to fault
519          * in the target address just in case there's some obscure case
520          * in which the target address isn't readable.
521          */
522
523         preempt_disable();
524
525         pagefault_disable();    /* Avoid warnings due to being atomic. */
526         __get_user(dummy, (unsigned char __user __force *)v);
527         pagefault_enable();
528
529         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
530                 BUG();
531
532         if (!PageHighMem(page)) {
533                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
534
535                 if (av != v)
536                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
537                                 BUG();
538         } else
539                 kmap_flush_unused();
540
541         preempt_enable();
542 }
543
544 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
545 {
546         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
547         int i;
548
549         /*
550          * We need to mark the all aliases of the LDT pages RO.  We
551          * don't need to call vm_flush_aliases(), though, since that's
552          * only responsible for flushing aliases out the TLBs, not the
553          * page tables, and Xen will flush the TLB for us if needed.
554          *
555          * To avoid confusing future readers: none of this is necessary
556          * to load the LDT.  The hypervisor only checks this when the
557          * LDT is faulted in due to subsequent descriptor access.
558          */
559
560         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
561                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
562 }
563
564 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
565 {
566         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
567         int i;
568
569         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
570                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
571 }
572
573 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
574 {
575         struct mmuext_op *op;
576         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
577
578         trace_xen_cpu_set_ldt(addr, entries);
579
580         op = mcs.args;
581         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
582         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
583         op->arg2.nr_ents = entries;
584
585         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
586
587         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
588 }
589
590 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
591 {
592         unsigned long va = dtr->address;
593         unsigned int size = dtr->size + 1;
594         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
595         unsigned long frames[pages];
596         int f;
597
598         /*
599          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
600          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
601          */
602
603         BUG_ON(size > 65536);
604         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
605
606         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
607                 int level;
608                 pte_t *ptep;
609                 unsigned long pfn, mfn;
610                 void *virt;
611
612                 /*
613                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
614                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
615                  * page-walk to get the underlying MFN for the
616                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
617                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
618                  */
619                 ptep = lookup_address(va, &level);
620                 BUG_ON(ptep == NULL);
621
622                 pfn = pte_pfn(*ptep);
623                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
624                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
625
626                 frames[f] = mfn;
627
628                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
629                 make_lowmem_page_readonly(virt);
630         }
631
632         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
633                 BUG();
634 }
635
636 /*
637  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
638  */
639 static void __init xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
640 {
641         unsigned long va = dtr->address;
642         unsigned int size = dtr->size + 1;
643         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
644         unsigned long frames[pages];
645         int f;
646
647         /*
648          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
649          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
650          */
651
652         BUG_ON(size > 65536);
653         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
654
655         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
656                 pte_t pte;
657                 unsigned long pfn, mfn;
658
659                 pfn = virt_to_pfn(va);
660                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
661
662                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
663
664                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
665                         BUG();
666
667                 frames[f] = mfn;
668         }
669
670         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
671                 BUG();
672 }
673
674 static inline bool desc_equal(const struct desc_struct *d1,
675                               const struct desc_struct *d2)
676 {
677         return d1->a == d2->a && d1->b == d2->b;
678 }
679
680 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
681                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
682 {
683         struct desc_struct *shadow = &per_cpu(shadow_tls_desc, cpu).desc[i];
684         struct desc_struct *gdt;
685         xmaddr_t maddr;
686         struct multicall_space mc;
687
688         if (desc_equal(shadow, &t->tls_array[i]))
689                 return;
690
691         *shadow = t->tls_array[i];
692
693         gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
694         maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
695         mc = __xen_mc_entry(0);
696
697         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
698 }
699
700 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
701 {
702         /*
703          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
704          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
705          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
706          * can zero it out to prevent faults on exit from the
707          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
708          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
709          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
710          * save/restore %gs for normal hypercalls.
711          *
712          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
713          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
714          * must not zero %gs on x86_64
715          *
716          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
717          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
718          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
719          */
720         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
721 #ifdef CONFIG_X86_32
722                 lazy_load_gs(0);
723 #else
724                 loadsegment(fs, 0);
725 #endif
726         }
727
728         xen_mc_batch();
729
730         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
731         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
732         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
733
734         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
735 }
736
737 #ifdef CONFIG_X86_64
738 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
739 {
740         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
741                 BUG();
742 }
743 #endif
744
745 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
746                                 const void *ptr)
747 {
748         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
749         u64 entry = *(u64 *)ptr;
750
751         trace_xen_cpu_write_ldt_entry(dt, entrynum, entry);
752
753         preempt_disable();
754
755         xen_mc_flush();
756         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
757                 BUG();
758
759         preempt_enable();
760 }
761
762 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
763                             struct trap_info *info)
764 {
765         unsigned long addr;
766
767         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
768                 return 0;
769
770         info->vector = vector;
771
772         addr = gate_offset(*val);
773 #ifdef CONFIG_X86_64
774         /*
775          * Look for known traps using IST, and substitute them
776          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
777          * about.  Xen will handle faults like double_fault,
778          * so we should never see them.  Warn if
779          * there's an unexpected IST-using fault handler.
780          */
781         if (addr == (unsigned long)debug)
782                 addr = (unsigned long)xen_debug;
783         else if (addr == (unsigned long)int3)
784                 addr = (unsigned long)xen_int3;
785         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
786                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
787         else if (addr == (unsigned long)double_fault) {
788                 /* Don't need to handle these */
789                 return 0;
790 #ifdef CONFIG_X86_MCE
791         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
792                 /*
793                  * when xen hypervisor inject vMCE to guest,
794                  * use native mce handler to handle it
795                  */
796                 ;
797 #endif
798         } else if (addr == (unsigned long)nmi)
799                 /*
800                  * Use the native version as well.
801                  */
802                 ;
803         else {
804                 /* Some other trap using IST? */
805                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
806                         return 0;
807         }
808 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
809         info->address = addr;
810
811         info->cs = gate_segment(*val);
812         info->flags = val->dpl;
813         /* interrupt gates clear IF */
814         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
815                 info->flags |= 1 << 2;
816
817         return 1;
818 }
819
820 /* Locations of each CPU's IDT */
821 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
822
823 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
824    also update Xen. */
825 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
826 {
827         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
828         unsigned long start, end;
829
830         trace_xen_cpu_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
831
832         preempt_disable();
833
834         start = __this_cpu_read(idt_desc.address);
835         end = start + __this_cpu_read(idt_desc.size) + 1;
836
837         xen_mc_flush();
838
839         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
840
841         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
842                 struct trap_info info[2];
843
844                 info[1].address = 0;
845
846                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
847                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
848                                 BUG();
849         }
850
851         preempt_enable();
852 }
853
854 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
855                                   struct trap_info *traps)
856 {
857         unsigned in, out, count;
858
859         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
860         BUG_ON(count > 256);
861
862         for (in = out = 0; in < count; in++) {
863                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
864
865                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
866                         out++;
867         }
868         traps[out].address = 0;
869 }
870
871 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
872 {
873         const struct desc_ptr *desc = this_cpu_ptr(&idt_desc);
874
875         xen_convert_trap_info(desc, traps);
876 }
877
878 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
879    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
880    it avoids allocation, and saves stack space). */
881 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
882 {
883         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
884         static struct trap_info traps[257];
885
886         trace_xen_cpu_load_idt(desc);
887
888         spin_lock(&lock);
889
890         memcpy(this_cpu_ptr(&idt_desc), desc, sizeof(idt_desc));
891
892         xen_convert_trap_info(desc, traps);
893
894         xen_mc_flush();
895         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
896                 BUG();
897
898         spin_unlock(&lock);
899 }
900
901 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
902    they're handled differently. */
903 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
904                                 const void *desc, int type)
905 {
906         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
907
908         preempt_disable();
909
910         switch (type) {
911         case DESC_LDT:
912         case DESC_TSS:
913                 /* ignore */
914                 break;
915
916         default: {
917                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
918
919                 xen_mc_flush();
920                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
921                         BUG();
922         }
923
924         }
925
926         preempt_enable();
927 }
928
929 /*
930  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
931  * update an entry as simply as possible.
932  */
933 static void __init xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
934                                             const void *desc, int type)
935 {
936         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
937
938         switch (type) {
939         case DESC_LDT:
940         case DESC_TSS:
941                 /* ignore */
942                 break;
943
944         default: {
945                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
946
947                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
948                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
949         }
950
951         }
952 }
953
954 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
955                          struct thread_struct *thread)
956 {
957         struct multicall_space mcs;
958
959         mcs = xen_mc_entry(0);
960         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
961         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
962         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
963 }
964
965 void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
966 {
967         struct physdev_set_iopl set_iopl;
968
969         /* Force the change at ring 0. */
970         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
971         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
972 }
973
974 static void xen_io_delay(void)
975 {
976 }
977
978 static void xen_clts(void)
979 {
980         struct multicall_space mcs;
981
982         mcs = xen_mc_entry(0);
983
984         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
985
986         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
987 }
988
989 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
990
991 static unsigned long xen_read_cr0(void)
992 {
993         unsigned long cr0 = this_cpu_read(xen_cr0_value);
994
995         if (unlikely(cr0 == 0)) {
996                 cr0 = native_read_cr0();
997                 this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
998         }
999
1000         return cr0;
1001 }
1002
1003 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
1004 {
1005         struct multicall_space mcs;
1006
1007         this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
1008
1009         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
1010            ignored. */
1011         mcs = xen_mc_entry(0);
1012
1013         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
1014
1015         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1016 }
1017
1018 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
1019 {
1020         cr4 &= ~(X86_CR4_PGE | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PCE);
1021
1022         native_write_cr4(cr4);
1023 }
1024 #ifdef CONFIG_X86_64
1025 static inline unsigned long xen_read_cr8(void)
1026 {
1027         return 0;
1028 }
1029 static inline void xen_write_cr8(unsigned long val)
1030 {
1031         BUG_ON(val);
1032 }
1033 #endif
1034
1035 static u64 xen_read_msr_safe(unsigned int msr, int *err)
1036 {
1037         u64 val;
1038
1039         if (pmu_msr_read(msr, &val, err))
1040                 return val;
1041
1042         val = native_read_msr_safe(msr, err);
1043         switch (msr) {
1044         case MSR_IA32_APICBASE:
1045 #ifdef CONFIG_X86_X2APIC
1046                 if (!(cpuid_ecx(1) & (1 << (X86_FEATURE_X2APIC & 31))))
1047 #endif
1048                         val &= ~X2APIC_ENABLE;
1049                 break;
1050         }
1051         return val;
1052 }
1053
1054 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
1055 {
1056         int ret;
1057
1058         ret = 0;
1059
1060         switch (msr) {
1061 #ifdef CONFIG_X86_64
1062                 unsigned which;
1063                 u64 base;
1064
1065         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
1066         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
1067         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
1068
1069         set:
1070                 base = ((u64)high << 32) | low;
1071                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
1072                         ret = -EIO;
1073                 break;
1074 #endif
1075
1076         case MSR_STAR:
1077         case MSR_CSTAR:
1078         case MSR_LSTAR:
1079         case MSR_SYSCALL_MASK:
1080         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
1081         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
1082         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
1083                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
1084                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
1085                    Xen console noise. */
1086                 break;
1087
1088         default:
1089                 if (!pmu_msr_write(msr, low, high, &ret))
1090                         ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
1091         }
1092
1093         return ret;
1094 }
1095
1096 void xen_setup_shared_info(void)
1097 {
1098         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1099                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
1100                            xen_start_info->shared_info);
1101
1102                 HYPERVISOR_shared_info =
1103                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
1104         } else
1105                 HYPERVISOR_shared_info =
1106                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
1107
1108 #ifndef CONFIG_SMP
1109         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
1110         xen_setup_vcpu_info_placement();
1111 #endif
1112
1113         xen_setup_mfn_list_list();
1114 }
1115
1116 /* This is called once we have the cpu_possible_mask */
1117 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
1118 {
1119         int cpu;
1120
1121         for_each_possible_cpu(cpu)
1122                 xen_vcpu_setup(cpu);
1123
1124         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
1125          * percpu area for all cpus, so make use of it. Note that for
1126          * PVH we want to use native IRQ mechanism. */
1127         if (have_vcpu_info_placement && !xen_pvh_domain()) {
1128                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
1129                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
1130                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
1131                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
1132                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
1133         }
1134 }
1135
1136 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
1137                           unsigned long addr, unsigned len)
1138 {
1139         char *start, *end, *reloc;
1140         unsigned ret;
1141
1142         start = end = reloc = NULL;
1143
1144 #define SITE(op, x)                                                     \
1145         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
1146         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
1147                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
1148                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
1149                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
1150         }                                                               \
1151         goto patch_site
1152
1153         switch (type) {
1154                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
1155                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
1156                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
1157                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
1158 #undef SITE
1159
1160         patch_site:
1161                 if (start == NULL || (end-start) > len)
1162                         goto default_patch;
1163
1164                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
1165
1166                 /* Note: because reloc is assigned from something that
1167                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
1168                    but doesn't know its relationship with start and
1169                    end. */
1170                 if (reloc > start && reloc < end) {
1171                         int reloc_off = reloc - start;
1172                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
1173                         long delta = start - (char *)addr;
1174
1175                         *relocp += delta;
1176                 }
1177                 break;
1178
1179         default_patch:
1180         default:
1181                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
1182                                              addr, len);
1183                 break;
1184         }
1185
1186         return ret;
1187 }
1188
1189 static const struct pv_info xen_info __initconst = {
1190         .paravirt_enabled = 1,
1191         .shared_kernel_pmd = 0,
1192
1193 #ifdef CONFIG_X86_64
1194         .extra_user_64bit_cs = FLAT_USER_CS64,
1195 #endif
1196         .features = 0,
1197         .name = "Xen",
1198 };
1199
1200 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initconst = {
1201         .patch = xen_patch,
1202 };
1203
1204 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initconst = {
1205         .cpuid = xen_cpuid,
1206
1207         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
1208         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
1209
1210         .clts = xen_clts,
1211
1212         .read_cr0 = xen_read_cr0,
1213         .write_cr0 = xen_write_cr0,
1214
1215         .read_cr4 = native_read_cr4,
1216         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
1217         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1218
1219 #ifdef CONFIG_X86_64
1220         .read_cr8 = xen_read_cr8,
1221         .write_cr8 = xen_write_cr8,
1222 #endif
1223
1224         .wbinvd = native_wbinvd,
1225
1226         .read_msr = xen_read_msr_safe,
1227         .write_msr = xen_write_msr_safe,
1228
1229         .read_pmc = xen_read_pmc,
1230
1231         .iret = xen_iret,
1232 #ifdef CONFIG_X86_64
1233         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
1234 #endif
1235
1236         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1237         .set_ldt = xen_set_ldt,
1238         .load_gdt = xen_load_gdt,
1239         .load_idt = xen_load_idt,
1240         .load_tls = xen_load_tls,
1241 #ifdef CONFIG_X86_64
1242         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
1243 #endif
1244
1245         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
1246         .free_ldt = xen_free_ldt,
1247
1248         .store_idt = native_store_idt,
1249         .store_tr = xen_store_tr,
1250
1251         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1252         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1253         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1254         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1255
1256         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1257         .io_delay = xen_io_delay,
1258
1259         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
1260         .swapgs = paravirt_nop,
1261
1262         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
1263         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
1264 };
1265
1266 static void xen_reboot(int reason)
1267 {
1268         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1269         int cpu;
1270
1271         for_each_online_cpu(cpu)
1272                 xen_pmu_finish(cpu);
1273
1274         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1275                 BUG();
1276 }
1277
1278 static void xen_restart(char *msg)
1279 {
1280         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1281 }
1282
1283 static void xen_emergency_restart(void)
1284 {
1285         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1286 }
1287
1288 static void xen_machine_halt(void)
1289 {
1290         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1291 }
1292
1293 static void xen_machine_power_off(void)
1294 {
1295         if (pm_power_off)
1296                 pm_power_off();
1297         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1298 }
1299
1300 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1301 {
1302         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1303 }
1304
1305 static int
1306 xen_panic_event(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr)
1307 {
1308         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1309         return NOTIFY_DONE;
1310 }
1311
1312 static struct notifier_block xen_panic_block = {
1313         .notifier_call= xen_panic_event,
1314         .priority = INT_MIN
1315 };
1316
1317 int xen_panic_handler_init(void)
1318 {
1319         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &xen_panic_block);
1320         return 0;
1321 }
1322
1323 static const struct machine_ops xen_machine_ops __initconst = {
1324         .restart = xen_restart,
1325         .halt = xen_machine_halt,
1326         .power_off = xen_machine_power_off,
1327         .shutdown = xen_machine_halt,
1328         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1329         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1330 };
1331
1332 static unsigned char xen_get_nmi_reason(void)
1333 {
1334         unsigned char reason = 0;
1335
1336         /* Construct a value which looks like it came from port 0x61. */
1337         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_io_error,
1338                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1339                 reason |= NMI_REASON_IOCHK;
1340         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_pci_serr,
1341                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1342                 reason |= NMI_REASON_SERR;
1343
1344         return reason;
1345 }
1346
1347 static void __init xen_boot_params_init_edd(void)
1348 {
1349 #if IS_ENABLED(CONFIG_EDD)
1350         struct xen_platform_op op;
1351         struct edd_info *edd_info;
1352         u32 *mbr_signature;
1353         unsigned nr;
1354         int ret;
1355
1356         edd_info = boot_params.eddbuf;
1357         mbr_signature = boot_params.edd_mbr_sig_buffer;
1358
1359         op.cmd = XENPF_firmware_info;
1360
1361         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_INFO;
1362         for (nr = 0; nr < EDDMAXNR; nr++) {
1363                 struct edd_info *info = edd_info + nr;
1364
1365                 op.u.firmware_info.index = nr;
1366                 info->params.length = sizeof(info->params);
1367                 set_xen_guest_handle(op.u.firmware_info.u.disk_info.edd_params,
1368                                      &info->params);
1369                 ret = HYPERVISOR_platform_op(&op);
1370                 if (ret)
1371                         break;
1372
1373 #define C(x) info->x = op.u.firmware_info.u.disk_info.x
1374                 C(device);
1375                 C(version);
1376                 C(interface_support);
1377                 C(legacy_max_cylinder);
1378                 C(legacy_max_head);
1379                 C(legacy_sectors_per_track);
1380 #undef C
1381         }
1382         boot_params.eddbuf_entries = nr;
1383
1384         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_MBR_SIGNATURE;
1385         for (nr = 0; nr < EDD_MBR_SIG_MAX; nr++) {
1386                 op.u.firmware_info.index = nr;
1387                 ret = HYPERVISOR_platform_op(&op);
1388                 if (ret)
1389                         break;
1390                 mbr_signature[nr] = op.u.firmware_info.u.disk_mbr_signature.mbr_signature;
1391         }
1392         boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries = nr;
1393 #endif
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1398  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1399  * function, which is most of the kernel.
1400  *
1401  * Note, that it is __ref because the only caller of this after init
1402  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1403  * __init functions.
1404  */
1405 static void __ref xen_setup_gdt(int cpu)
1406 {
1407         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1408 #ifdef CONFIG_X86_64
1409                 unsigned long dummy;
1410
1411                 load_percpu_segment(cpu); /* We need to access per-cpu area */
1412                 switch_to_new_gdt(cpu); /* GDT and GS set */
1413
1414                 /* We are switching of the Xen provided GDT to our HVM mode
1415                  * GDT. The new GDT has  __KERNEL_CS with CS.L = 1
1416                  * and we are jumping to reload it.
1417                  */
1418                 asm volatile ("pushq %0\n"
1419                               "leaq 1f(%%rip),%0\n"
1420                               "pushq %0\n"
1421                               "lretq\n"
1422                               "1:\n"
1423                               : "=&r" (dummy) : "0" (__KERNEL_CS));
1424
1425                 /*
1426                  * While not needed, we also set the %es, %ds, and %fs
1427                  * to zero. We don't care about %ss as it is NULL.
1428                  * Strictly speaking this is not needed as Xen zeros those
1429                  * out (and also MSR_FS_BASE, MSR_GS_BASE, MSR_KERNEL_GS_BASE)
1430                  *
1431                  * Linux zeros them in cpu_init() and in secondary_startup_64
1432                  * (for BSP).
1433                  */
1434                 loadsegment(es, 0);
1435                 loadsegment(ds, 0);
1436                 loadsegment(fs, 0);
1437 #else
1438                 /* PVH: TODO Implement. */
1439                 BUG();
1440 #endif
1441                 return; /* PVH does not need any PV GDT ops. */
1442         }
1443         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1444         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1445
1446         setup_stack_canary_segment(0);
1447         switch_to_new_gdt(0);
1448
1449         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1450         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1451 }
1452
1453 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1454 /*
1455  * A PV guest starts with default flags that are not set for PVH, set them
1456  * here asap.
1457  */
1458 static void xen_pvh_set_cr_flags(int cpu)
1459 {
1460
1461         /* Some of these are setup in 'secondary_startup_64'. The others:
1462          * X86_CR0_TS, X86_CR0_PE, X86_CR0_ET are set by Xen for HVM guests
1463          * (which PVH shared codepaths), while X86_CR0_PG is for PVH. */
1464         write_cr0(read_cr0() | X86_CR0_MP | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM);
1465
1466         if (!cpu)
1467                 return;
1468         /*
1469          * For BSP, PSE PGE are set in probe_page_size_mask(), for APs
1470          * set them here. For all, OSFXSR OSXMMEXCPT are set in fpu__init_cpu().
1471         */
1472         if (cpu_has_pse)
1473                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PSE);
1474
1475         if (cpu_has_pge)
1476                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PGE);
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Note, that it is ref - because the only caller of this after init
1481  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1482  * __init functions.
1483  */
1484 void __ref xen_pvh_secondary_vcpu_init(int cpu)
1485 {
1486         xen_setup_gdt(cpu);
1487         xen_pvh_set_cr_flags(cpu);
1488 }
1489
1490 static void __init xen_pvh_early_guest_init(void)
1491 {
1492         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1493                 return;
1494
1495         if (!xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1496                 return;
1497
1498         xen_have_vector_callback = 1;
1499
1500         xen_pvh_early_cpu_init(0, false);
1501         xen_pvh_set_cr_flags(0);
1502
1503 #ifdef CONFIG_X86_32
1504         BUG(); /* PVH: Implement proper support. */
1505 #endif
1506 }
1507 #endif    /* CONFIG_XEN_PVH */
1508
1509 /* First C function to be called on Xen boot */
1510 asmlinkage __visible void __init xen_start_kernel(void)
1511 {
1512         struct physdev_set_iopl set_iopl;
1513         unsigned long initrd_start = 0;
1514         u64 pat;
1515         int rc;
1516
1517         if (!xen_start_info)
1518                 return;
1519
1520         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1521
1522         xen_setup_features();
1523 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1524         xen_pvh_early_guest_init();
1525 #endif
1526         xen_setup_machphys_mapping();
1527
1528         /* Install Xen paravirt ops */
1529         pv_info = xen_info;
1530         if (xen_initial_domain())
1531                 pv_info.features |= PV_SUPPORTED_RTC;
1532         pv_init_ops = xen_init_ops;
1533         if (!xen_pvh_domain()) {
1534                 pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1535
1536                 x86_platform.get_nmi_reason = xen_get_nmi_reason;
1537         }
1538
1539         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1540                 x86_init.resources.memory_setup = xen_auto_xlated_memory_setup;
1541         else
1542                 x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1543         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1544         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1545
1546         xen_init_time_ops();
1547
1548         /*
1549          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1550          */
1551
1552         xen_init_mmu_ops();
1553
1554         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1555         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1556
1557         /*
1558          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even
1559          * if CONFIG_HIGHPTE is enabled.
1560          */
1561         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
1562
1563         /* Work out if we support NX */
1564         x86_configure_nx();
1565
1566         /* Get mfn list */
1567         xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1568
1569         /*
1570          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1571          * -fstack-protector code can be executed.
1572          */
1573         xen_setup_gdt(0);
1574
1575         xen_init_irq_ops();
1576         xen_init_cpuid_mask();
1577
1578 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1579         /*
1580          * set up the basic apic ops.
1581          */
1582         xen_init_apic();
1583 #endif
1584
1585         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1586                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1587                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1588         }
1589
1590         machine_ops = xen_machine_ops;
1591
1592         /*
1593          * The only reliable way to retain the initial address of the
1594          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1595          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1596          */
1597         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1598
1599         xen_smp_init();
1600
1601 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1602         /*
1603          * The pages we from Xen are not related to machine pages, so
1604          * any NUMA information the kernel tries to get from ACPI will
1605          * be meaningless.  Prevent it from trying.
1606          */
1607         acpi_numa = -1;
1608 #endif
1609         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1610            possible map and a non-dummy shared_info. */
1611         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1612
1613         local_irq_disable();
1614         early_boot_irqs_disabled = true;
1615
1616         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1617         xen_setup_kernel_pagetable((pgd_t *)xen_start_info->pt_base,
1618                                    xen_start_info->nr_pages);
1619         xen_reserve_special_pages();
1620
1621         /*
1622          * Modify the cache mode translation tables to match Xen's PAT
1623          * configuration.
1624          */
1625         rdmsrl(MSR_IA32_CR_PAT, pat);
1626         pat_init_cache_modes(pat);
1627
1628         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1629
1630 #ifdef CONFIG_X86_32
1631         pv_info.kernel_rpl = 1;
1632         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1633                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1634 #else
1635         pv_info.kernel_rpl = 0;
1636 #endif
1637         /* set the limit of our address space */
1638         xen_reserve_top();
1639
1640         /* PVH: runs at default kernel iopl of 0 */
1641         if (!xen_pvh_domain()) {
1642                 /*
1643                  * We used to do this in xen_arch_setup, but that is too late
1644                  * on AMD were early_cpu_init (run before ->arch_setup()) calls
1645                  * early_amd_init which pokes 0xcf8 port.
1646                  */
1647                 set_iopl.iopl = 1;
1648                 rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
1649                 if (rc != 0)
1650                         xen_raw_printk("physdev_op failed %d\n", rc);
1651         }
1652
1653 #ifdef CONFIG_X86_32
1654         /* set up basic CPUID stuff */
1655         cpu_detect(&new_cpu_data);
1656         set_cpu_cap(&new_cpu_data, X86_FEATURE_FPU);
1657         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1658         new_cpu_data.x86_capability[CPUID_1_EDX] = cpuid_edx(1);
1659 #endif
1660
1661         if (xen_start_info->mod_start) {
1662             if (xen_start_info->flags & SIF_MOD_START_PFN)
1663                 initrd_start = PFN_PHYS(xen_start_info->mod_start);
1664             else
1665                 initrd_start = __pa(xen_start_info->mod_start);
1666         }
1667
1668         /* Poke various useful things into boot_params */
1669         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1670         boot_params.hdr.ramdisk_image = initrd_start;
1671         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1672         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1673
1674         if (!xen_initial_domain()) {
1675                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1676                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1677                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1678                 if (pci_xen)
1679                         x86_init.pci.arch_init = pci_xen_init;
1680         } else {
1681                 const struct dom0_vga_console_info *info =
1682                         (void *)((char *)xen_start_info +
1683                                  xen_start_info->console.dom0.info_off);
1684                 struct xen_platform_op op = {
1685                         .cmd = XENPF_firmware_info,
1686                         .interface_version = XENPF_INTERFACE_VERSION,
1687                         .u.firmware_info.type = XEN_FW_KBD_SHIFT_FLAGS,
1688                 };
1689
1690                 xen_init_vga(info, xen_start_info->console.dom0.info_size);
1691                 xen_start_info->console.domU.mfn = 0;
1692                 xen_start_info->console.domU.evtchn = 0;
1693
1694                 if (HYPERVISOR_platform_op(&op) == 0)
1695                         boot_params.kbd_status = op.u.firmware_info.u.kbd_shift_flags;
1696
1697                 /* Make sure ACS will be enabled */
1698                 pci_request_acs();
1699
1700                 xen_acpi_sleep_register();
1701
1702                 /* Avoid searching for BIOS MP tables */
1703                 x86_init.mpparse.find_smp_config = x86_init_noop;
1704                 x86_init.mpparse.get_smp_config = x86_init_uint_noop;
1705
1706                 xen_boot_params_init_edd();
1707         }
1708 #ifdef CONFIG_PCI
1709         /* PCI BIOS service won't work from a PV guest. */
1710         pci_probe &= ~PCI_PROBE_BIOS;
1711 #endif
1712         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1713
1714         xen_setup_runstate_info(0);
1715
1716         xen_efi_init();
1717
1718         /* Start the world */
1719 #ifdef CONFIG_X86_32
1720         i386_start_kernel();
1721 #else
1722         cr4_init_shadow(); /* 32b kernel does this in i386_start_kernel() */
1723         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1724 #endif
1725 }
1726
1727 void __ref xen_hvm_init_shared_info(void)
1728 {
1729         int cpu;
1730         struct xen_add_to_physmap xatp;
1731         static struct shared_info *shared_info_page = 0;
1732
1733         if (!shared_info_page)
1734                 shared_info_page = (struct shared_info *)
1735                         extend_brk(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1736         xatp.domid = DOMID_SELF;
1737         xatp.idx = 0;
1738         xatp.space = XENMAPSPACE_shared_info;
1739         xatp.gpfn = __pa(shared_info_page) >> PAGE_SHIFT;
1740         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_add_to_physmap, &xatp))
1741                 BUG();
1742
1743         HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)shared_info_page;
1744
1745         /* xen_vcpu is a pointer to the vcpu_info struct in the shared_info
1746          * page, we use it in the event channel upcall and in some pvclock
1747          * related functions. We don't need the vcpu_info placement
1748          * optimizations because we don't use any pv_mmu or pv_irq op on
1749          * HVM.
1750          * When xen_hvm_init_shared_info is run at boot time only vcpu 0 is
1751          * online but xen_hvm_init_shared_info is run at resume time too and
1752          * in that case multiple vcpus might be online. */
1753         for_each_online_cpu(cpu) {
1754                 /* Leave it to be NULL. */
1755                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
1756                         continue;
1757                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
1758         }
1759 }
1760
1761 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1762 static void __init init_hvm_pv_info(void)
1763 {
1764         int major, minor;
1765         uint32_t eax, ebx, ecx, edx, pages, msr, base;
1766         u64 pfn;
1767
1768         base = xen_cpuid_base();
1769         cpuid(base + 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1770
1771         major = eax >> 16;
1772         minor = eax & 0xffff;
1773         printk(KERN_INFO "Xen version %d.%d.\n", major, minor);
1774
1775         cpuid(base + 2, &pages, &msr, &ecx, &edx);
1776
1777         pfn = __pa(hypercall_page);
1778         wrmsr_safe(msr, (u32)pfn, (u32)(pfn >> 32));
1779
1780         xen_setup_features();
1781
1782         pv_info.name = "Xen HVM";
1783
1784         xen_domain_type = XEN_HVM_DOMAIN;
1785 }
1786
1787 static int xen_hvm_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
1788                               void *hcpu)
1789 {
1790         int cpu = (long)hcpu;
1791         switch (action) {
1792         case CPU_UP_PREPARE:
1793                 xen_vcpu_setup(cpu);
1794                 if (xen_have_vector_callback) {
1795                         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_safe_pvclock))
1796                                 xen_setup_timer(cpu);
1797                 }
1798                 break;
1799         default:
1800                 break;
1801         }
1802         return NOTIFY_OK;
1803 }
1804
1805 static struct notifier_block xen_hvm_cpu_notifier = {
1806         .notifier_call  = xen_hvm_cpu_notify,
1807 };
1808
1809 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
1810 static void xen_hvm_shutdown(void)
1811 {
1812         native_machine_shutdown();
1813         if (kexec_in_progress)
1814                 xen_reboot(SHUTDOWN_soft_reset);
1815 }
1816
1817 static void xen_hvm_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1818 {
1819         native_machine_crash_shutdown(regs);
1820         xen_reboot(SHUTDOWN_soft_reset);
1821 }
1822 #endif
1823
1824 static void __init xen_hvm_guest_init(void)
1825 {
1826         if (xen_pv_domain())
1827                 return;
1828
1829         init_hvm_pv_info();
1830
1831         xen_hvm_init_shared_info();
1832
1833         xen_panic_handler_init();
1834
1835         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1836                 xen_have_vector_callback = 1;
1837         xen_hvm_smp_init();
1838         register_cpu_notifier(&xen_hvm_cpu_notifier);
1839         xen_unplug_emulated_devices();
1840         x86_init.irqs.intr_init = xen_init_IRQ;
1841         xen_hvm_init_time_ops();
1842         xen_hvm_init_mmu_ops();
1843 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
1844         machine_ops.shutdown = xen_hvm_shutdown;
1845         machine_ops.crash_shutdown = xen_hvm_crash_shutdown;
1846 #endif
1847 }
1848 #endif
1849
1850 static bool xen_nopv = false;
1851 static __init int xen_parse_nopv(char *arg)
1852 {
1853        xen_nopv = true;
1854        return 0;
1855 }
1856 early_param("xen_nopv", xen_parse_nopv);
1857
1858 static uint32_t __init xen_platform(void)
1859 {
1860         if (xen_nopv)
1861                 return 0;
1862
1863         return xen_cpuid_base();
1864 }
1865
1866 bool xen_hvm_need_lapic(void)
1867 {
1868         if (xen_nopv)
1869                 return false;
1870         if (xen_pv_domain())
1871                 return false;
1872         if (!xen_hvm_domain())
1873                 return false;
1874         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs) && xen_have_vector_callback)
1875                 return false;
1876         return true;
1877 }
1878 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_hvm_need_lapic);
1879
1880 static void xen_set_cpu_features(struct cpuinfo_x86 *c)
1881 {
1882         if (xen_pv_domain()) {
1883                 clear_cpu_bug(c, X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS);
1884                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_XENPV);
1885         }
1886 }
1887
1888 const struct hypervisor_x86 x86_hyper_xen = {
1889         .name                   = "Xen",
1890         .detect                 = xen_platform,
1891 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1892         .init_platform          = xen_hvm_guest_init,
1893 #endif
1894         .x2apic_available       = xen_x2apic_para_available,
1895         .set_cpu_features       = xen_set_cpu_features,
1896 };
1897 EXPORT_SYMBOL(x86_hyper_xen);
1898
1899 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1900 void xen_arch_register_cpu(int num)
1901 {
1902         arch_register_cpu(num);
1903 }
1904 EXPORT_SYMBOL(xen_arch_register_cpu);
1905
1906 void xen_arch_unregister_cpu(int num)
1907 {
1908         arch_unregister_cpu(num);
1909 }
1910 EXPORT_SYMBOL(xen_arch_unregister_cpu);
1911 #endif