46957ead3060eecb5e76b6f6daf3b498a6b6a5e9
[kvmfornfv.git] / kernel / arch / x86 / xen / enlighten.c
1 /*
2  * Core of Xen paravirt_ops implementation.
3  *
4  * This file contains the xen_paravirt_ops structure itself, and the
5  * implementations for:
6  * - privileged instructions
7  * - interrupt flags
8  * - segment operations
9  * - booting and setup
10  *
11  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
12  */
13
14 #include <linux/cpu.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/smp.h>
18 #include <linux/preempt.h>
19 #include <linux/hardirq.h>
20 #include <linux/percpu.h>
21 #include <linux/delay.h>
22 #include <linux/start_kernel.h>
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/kprobes.h>
25 #include <linux/bootmem.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/page-flags.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30 #include <linux/console.h>
31 #include <linux/pci.h>
32 #include <linux/gfp.h>
33 #include <linux/memblock.h>
34 #include <linux/edd.h>
35
36 #include <xen/xen.h>
37 #include <xen/events.h>
38 #include <xen/interface/xen.h>
39 #include <xen/interface/version.h>
40 #include <xen/interface/physdev.h>
41 #include <xen/interface/vcpu.h>
42 #include <xen/interface/memory.h>
43 #include <xen/interface/nmi.h>
44 #include <xen/interface/xen-mca.h>
45 #include <xen/features.h>
46 #include <xen/page.h>
47 #include <xen/hvm.h>
48 #include <xen/hvc-console.h>
49 #include <xen/acpi.h>
50
51 #include <asm/paravirt.h>
52 #include <asm/apic.h>
53 #include <asm/page.h>
54 #include <asm/xen/pci.h>
55 #include <asm/xen/hypercall.h>
56 #include <asm/xen/hypervisor.h>
57 #include <asm/fixmap.h>
58 #include <asm/processor.h>
59 #include <asm/proto.h>
60 #include <asm/msr-index.h>
61 #include <asm/traps.h>
62 #include <asm/setup.h>
63 #include <asm/desc.h>
64 #include <asm/pgalloc.h>
65 #include <asm/pgtable.h>
66 #include <asm/tlbflush.h>
67 #include <asm/reboot.h>
68 #include <asm/stackprotector.h>
69 #include <asm/hypervisor.h>
70 #include <asm/mach_traps.h>
71 #include <asm/mwait.h>
72 #include <asm/pci_x86.h>
73 #include <asm/pat.h>
74
75 #ifdef CONFIG_ACPI
76 #include <linux/acpi.h>
77 #include <asm/acpi.h>
78 #include <acpi/pdc_intel.h>
79 #include <acpi/processor.h>
80 #include <xen/interface/platform.h>
81 #endif
82
83 #include "xen-ops.h"
84 #include "mmu.h"
85 #include "smp.h"
86 #include "multicalls.h"
87
88 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
89
90 /*
91  * Pointer to the xen_vcpu_info structure or
92  * &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu]. See xen_hvm_init_shared_info
93  * and xen_vcpu_setup for details. By default it points to share_info->vcpu_info
94  * but if the hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info then it can point
95  * to xen_vcpu_info. The pointer is used in __xen_evtchn_do_upcall to
96  * acknowledge pending events.
97  * Also more subtly it is used by the patched version of irq enable/disable
98  * e.g. xen_irq_enable_direct and xen_iret in PV mode.
99  *
100  * The desire to be able to do those mask/unmask operations as a single
101  * instruction by using the per-cpu offset held in %gs is the real reason
102  * vcpu info is in a per-cpu pointer and the original reason for this
103  * hypercall.
104  *
105  */
106 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
107
108 /*
109  * Per CPU pages used if hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info
110  * hypercall. This can be used both in PV and PVHVM mode. The structure
111  * overrides the default per_cpu(xen_vcpu, cpu) value.
112  */
113 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
114
115 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
116 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
117
118 unsigned long *machine_to_phys_mapping = (void *)MACH2PHYS_VIRT_START;
119 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_mapping);
120 unsigned long  machine_to_phys_nr;
121 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_nr);
122
123 struct start_info *xen_start_info;
124 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
125
126 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
127
128 void *xen_initial_gdt;
129
130 RESERVE_BRK(shared_info_page_brk, PAGE_SIZE);
131 __read_mostly int xen_have_vector_callback;
132 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_have_vector_callback);
133
134 /*
135  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
136  * page as soon as fixmap is up and running.
137  */
138 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = &xen_dummy_shared_info;
139
140 /*
141  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
142  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
143  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
144  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
145  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
146  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
147  *
148  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
149  * but we can only optimise if the all are.
150  *
151  * 0: not available, 1: available
152  */
153 static int have_vcpu_info_placement = 1;
154
155 struct tls_descs {
156         struct desc_struct desc[3];
157 };
158
159 /*
160  * Updating the 3 TLS descriptors in the GDT on every task switch is
161  * surprisingly expensive so we avoid updating them if they haven't
162  * changed.  Since Xen writes different descriptors than the one
163  * passed in the update_descriptor hypercall we keep shadow copies to
164  * compare against.
165  */
166 static DEFINE_PER_CPU(struct tls_descs, shadow_tls_desc);
167
168 static void clamp_max_cpus(void)
169 {
170 #ifdef CONFIG_SMP
171         if (setup_max_cpus > MAX_VIRT_CPUS)
172                 setup_max_cpus = MAX_VIRT_CPUS;
173 #endif
174 }
175
176 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
177 {
178         struct vcpu_register_vcpu_info info;
179         int err;
180         struct vcpu_info *vcpup;
181
182         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
183
184         /*
185          * This path is called twice on PVHVM - first during bootup via
186          * smp_init -> xen_hvm_cpu_notify, and then if the VCPU is being
187          * hotplugged: cpu_up -> xen_hvm_cpu_notify.
188          * As we can only do the VCPUOP_register_vcpu_info once lets
189          * not over-write its result.
190          *
191          * For PV it is called during restore (xen_vcpu_restore) and bootup
192          * (xen_setup_vcpu_info_placement). The hotplug mechanism does not
193          * use this function.
194          */
195         if (xen_hvm_domain()) {
196                 if (per_cpu(xen_vcpu, cpu) == &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu))
197                         return;
198         }
199         if (cpu < MAX_VIRT_CPUS)
200                 per_cpu(xen_vcpu,cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
201
202         if (!have_vcpu_info_placement) {
203                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
204                         clamp_max_cpus();
205                 return;
206         }
207
208         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
209         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
210         info.offset = offset_in_page(vcpup);
211
212         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
213            structure where we want it, which allows direct access via
214            a percpu-variable.
215            N.B. This hypercall can _only_ be called once per CPU. Subsequent
216            calls will error out with -EINVAL. This is due to the fact that
217            hypervisor has no unregister variant and this hypercall does not
218            allow to over-write info.mfn and info.offset.
219          */
220         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
221
222         if (err) {
223                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
224                 have_vcpu_info_placement = 0;
225                 clamp_max_cpus();
226         } else {
227                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
228                    later ones fail to. */
229                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
230         }
231 }
232
233 /*
234  * On restore, set the vcpu placement up again.
235  * If it fails, then we're in a bad state, since
236  * we can't back out from using it...
237  */
238 void xen_vcpu_restore(void)
239 {
240         int cpu;
241
242         for_each_possible_cpu(cpu) {
243                 bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
244                 bool is_up = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_is_up, cpu, NULL);
245
246                 if (other_cpu && is_up &&
247                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
248                         BUG();
249
250                 xen_setup_runstate_info(cpu);
251
252                 if (have_vcpu_info_placement)
253                         xen_vcpu_setup(cpu);
254
255                 if (other_cpu && is_up &&
256                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
257                         BUG();
258         }
259 }
260
261 static void __init xen_banner(void)
262 {
263         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
264         struct xen_extraversion extra;
265         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
266
267         pr_info("Booting paravirtualized kernel %son %s\n",
268                 xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap) ?
269                         "with PVH extensions " : "", pv_info.name);
270         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
271                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
272                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
273 }
274 /* Check if running on Xen version (major, minor) or later */
275 bool
276 xen_running_on_version_or_later(unsigned int major, unsigned int minor)
277 {
278         unsigned int version;
279
280         if (!xen_domain())
281                 return false;
282
283         version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
284         if ((((version >> 16) == major) && ((version & 0xffff) >= minor)) ||
285                 ((version >> 16) > major))
286                 return true;
287         return false;
288 }
289
290 #define CPUID_THERM_POWER_LEAF 6
291 #define APERFMPERF_PRESENT 0
292
293 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
294 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
295
296 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
297 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_ecx_val;
298 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_edx_val;
299
300 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
301                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
302 {
303         unsigned maskebx = ~0;
304         unsigned maskecx = ~0;
305         unsigned maskedx = ~0;
306         unsigned setecx = 0;
307         /*
308          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
309          * unsupported kernel subsystems as possible.
310          */
311         switch (*ax) {
312         case 1:
313                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
314                 setecx = cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
315                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
316                 break;
317
318         case CPUID_MWAIT_LEAF:
319                 /* Synthesize the values.. */
320                 *ax = 0;
321                 *bx = 0;
322                 *cx = cpuid_leaf5_ecx_val;
323                 *dx = cpuid_leaf5_edx_val;
324                 return;
325
326         case CPUID_THERM_POWER_LEAF:
327                 /* Disabling APERFMPERF for kernel usage */
328                 maskecx = ~(1 << APERFMPERF_PRESENT);
329                 break;
330
331         case 0xb:
332                 /* Suppress extended topology stuff */
333                 maskebx = 0;
334                 break;
335         }
336
337         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
338                 : "=a" (*ax),
339                   "=b" (*bx),
340                   "=c" (*cx),
341                   "=d" (*dx)
342                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
343
344         *bx &= maskebx;
345         *cx &= maskecx;
346         *cx |= setecx;
347         *dx &= maskedx;
348
349 }
350
351 static bool __init xen_check_mwait(void)
352 {
353 #ifdef CONFIG_ACPI
354         struct xen_platform_op op = {
355                 .cmd                    = XENPF_set_processor_pminfo,
356                 .u.set_pminfo.id        = -1,
357                 .u.set_pminfo.type      = XEN_PM_PDC,
358         };
359         uint32_t buf[3];
360         unsigned int ax, bx, cx, dx;
361         unsigned int mwait_mask;
362
363         /* We need to determine whether it is OK to expose the MWAIT
364          * capability to the kernel to harvest deeper than C3 states from ACPI
365          * _CST using the processor_harvest_xen.c module. For this to work, we
366          * need to gather the MWAIT_LEAF values (which the cstate.c code
367          * checks against). The hypervisor won't expose the MWAIT flag because
368          * it would break backwards compatibility; so we will find out directly
369          * from the hardware and hypercall.
370          */
371         if (!xen_initial_domain())
372                 return false;
373
374         /*
375          * When running under platform earlier than Xen4.2, do not expose
376          * mwait, to avoid the risk of loading native acpi pad driver
377          */
378         if (!xen_running_on_version_or_later(4, 2))
379                 return false;
380
381         ax = 1;
382         cx = 0;
383
384         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
385
386         mwait_mask = (1 << (X86_FEATURE_EST % 32)) |
387                      (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
388
389         if ((cx & mwait_mask) != mwait_mask)
390                 return false;
391
392         /* We need to emulate the MWAIT_LEAF and for that we need both
393          * ecx and edx. The hypercall provides only partial information.
394          */
395
396         ax = CPUID_MWAIT_LEAF;
397         bx = 0;
398         cx = 0;
399         dx = 0;
400
401         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
402
403         /* Ask the Hypervisor whether to clear ACPI_PDC_C_C2C3_FFH. If so,
404          * don't expose MWAIT_LEAF and let ACPI pick the IOPORT version of C3.
405          */
406         buf[0] = ACPI_PDC_REVISION_ID;
407         buf[1] = 1;
408         buf[2] = (ACPI_PDC_C_CAPABILITY_SMP | ACPI_PDC_EST_CAPABILITY_SWSMP);
409
410         set_xen_guest_handle(op.u.set_pminfo.pdc, buf);
411
412         if ((HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0) &&
413             (buf[2] & (ACPI_PDC_C_C1_FFH | ACPI_PDC_C_C2C3_FFH))) {
414                 cpuid_leaf5_ecx_val = cx;
415                 cpuid_leaf5_edx_val = dx;
416         }
417         return true;
418 #else
419         return false;
420 #endif
421 }
422 static void __init xen_init_cpuid_mask(void)
423 {
424         unsigned int ax, bx, cx, dx;
425         unsigned int xsave_mask;
426
427         cpuid_leaf1_edx_mask =
428                 ~((1 << X86_FEATURE_MTRR) |  /* disable MTRR */
429                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
430
431         if (!xen_initial_domain())
432                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
433                         ~((1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
434
435         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_X2APIC % 32));
436
437         ax = 1;
438         cx = 0;
439         cpuid(1, &ax, &bx, &cx, &dx);
440
441         xsave_mask =
442                 (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32)) |
443                 (1 << (X86_FEATURE_OSXSAVE % 32));
444
445         /* Xen will set CR4.OSXSAVE if supported and not disabled by force */
446         if ((cx & xsave_mask) != xsave_mask)
447                 cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~xsave_mask; /* disable XSAVE & OSXSAVE */
448         if (xen_check_mwait())
449                 cpuid_leaf1_ecx_set_mask = (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
450 }
451
452 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
453 {
454         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
455 }
456
457 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
458 {
459         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
460 }
461
462 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
463 {
464         xen_mc_flush();
465         paravirt_end_context_switch(next);
466 }
467
468 static unsigned long xen_store_tr(void)
469 {
470         return 0;
471 }
472
473 /*
474  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
475  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
476  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
477  * match.
478  */
479 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
480 {
481         int level;
482         pte_t *ptep;
483         pte_t pte;
484         unsigned long pfn;
485         struct page *page;
486
487         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
488         BUG_ON(ptep == NULL);
489
490         pfn = pte_pfn(*ptep);
491         page = pfn_to_page(pfn);
492
493         pte = pfn_pte(pfn, prot);
494
495         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
496                 BUG();
497
498         if (!PageHighMem(page)) {
499                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
500
501                 if (av != v)
502                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
503                                 BUG();
504         } else
505                 kmap_flush_unused();
506 }
507
508 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
509 {
510         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
511         int i;
512
513         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
514                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
515 }
516
517 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
518 {
519         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
520         int i;
521
522         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
523                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
524 }
525
526 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
527 {
528         struct mmuext_op *op;
529         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
530
531         trace_xen_cpu_set_ldt(addr, entries);
532
533         op = mcs.args;
534         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
535         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
536         op->arg2.nr_ents = entries;
537
538         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
539
540         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
541 }
542
543 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
544 {
545         unsigned long va = dtr->address;
546         unsigned int size = dtr->size + 1;
547         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
548         unsigned long frames[pages];
549         int f;
550
551         /*
552          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
553          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
554          */
555
556         BUG_ON(size > 65536);
557         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
558
559         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
560                 int level;
561                 pte_t *ptep;
562                 unsigned long pfn, mfn;
563                 void *virt;
564
565                 /*
566                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
567                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
568                  * page-walk to get the underlying MFN for the
569                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
570                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
571                  */
572                 ptep = lookup_address(va, &level);
573                 BUG_ON(ptep == NULL);
574
575                 pfn = pte_pfn(*ptep);
576                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
577                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
578
579                 frames[f] = mfn;
580
581                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
582                 make_lowmem_page_readonly(virt);
583         }
584
585         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
586                 BUG();
587 }
588
589 /*
590  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
591  */
592 static void __init xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
593 {
594         unsigned long va = dtr->address;
595         unsigned int size = dtr->size + 1;
596         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
597         unsigned long frames[pages];
598         int f;
599
600         /*
601          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
602          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
603          */
604
605         BUG_ON(size > 65536);
606         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
607
608         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
609                 pte_t pte;
610                 unsigned long pfn, mfn;
611
612                 pfn = virt_to_pfn(va);
613                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
614
615                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
616
617                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
618                         BUG();
619
620                 frames[f] = mfn;
621         }
622
623         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
624                 BUG();
625 }
626
627 static inline bool desc_equal(const struct desc_struct *d1,
628                               const struct desc_struct *d2)
629 {
630         return d1->a == d2->a && d1->b == d2->b;
631 }
632
633 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
634                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
635 {
636         struct desc_struct *shadow = &per_cpu(shadow_tls_desc, cpu).desc[i];
637         struct desc_struct *gdt;
638         xmaddr_t maddr;
639         struct multicall_space mc;
640
641         if (desc_equal(shadow, &t->tls_array[i]))
642                 return;
643
644         *shadow = t->tls_array[i];
645
646         gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
647         maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
648         mc = __xen_mc_entry(0);
649
650         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
651 }
652
653 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
654 {
655         /*
656          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
657          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
658          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
659          * can zero it out to prevent faults on exit from the
660          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
661          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
662          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
663          * save/restore %gs for normal hypercalls.
664          *
665          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
666          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
667          * must not zero %gs on x86_64
668          *
669          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
670          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
671          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
672          */
673         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
674 #ifdef CONFIG_X86_32
675                 lazy_load_gs(0);
676 #else
677                 loadsegment(fs, 0);
678 #endif
679         }
680
681         xen_mc_batch();
682
683         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
684         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
685         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
686
687         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
688 }
689
690 #ifdef CONFIG_X86_64
691 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
692 {
693         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
694                 BUG();
695 }
696 #endif
697
698 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
699                                 const void *ptr)
700 {
701         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
702         u64 entry = *(u64 *)ptr;
703
704         trace_xen_cpu_write_ldt_entry(dt, entrynum, entry);
705
706         preempt_disable();
707
708         xen_mc_flush();
709         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
710                 BUG();
711
712         preempt_enable();
713 }
714
715 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
716                             struct trap_info *info)
717 {
718         unsigned long addr;
719
720         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
721                 return 0;
722
723         info->vector = vector;
724
725         addr = gate_offset(*val);
726 #ifdef CONFIG_X86_64
727         /*
728          * Look for known traps using IST, and substitute them
729          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
730          * about.  Xen will handle faults like double_fault,
731          * so we should never see them.  Warn if
732          * there's an unexpected IST-using fault handler.
733          */
734         if (addr == (unsigned long)debug)
735                 addr = (unsigned long)xen_debug;
736         else if (addr == (unsigned long)int3)
737                 addr = (unsigned long)xen_int3;
738         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
739                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
740         else if (addr == (unsigned long)double_fault) {
741                 /* Don't need to handle these */
742                 return 0;
743 #ifdef CONFIG_X86_MCE
744         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
745                 /*
746                  * when xen hypervisor inject vMCE to guest,
747                  * use native mce handler to handle it
748                  */
749                 ;
750 #endif
751         } else if (addr == (unsigned long)nmi)
752                 /*
753                  * Use the native version as well.
754                  */
755                 ;
756         else {
757                 /* Some other trap using IST? */
758                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
759                         return 0;
760         }
761 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
762         info->address = addr;
763
764         info->cs = gate_segment(*val);
765         info->flags = val->dpl;
766         /* interrupt gates clear IF */
767         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
768                 info->flags |= 1 << 2;
769
770         return 1;
771 }
772
773 /* Locations of each CPU's IDT */
774 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
775
776 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
777    also update Xen. */
778 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
779 {
780         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
781         unsigned long start, end;
782
783         trace_xen_cpu_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
784
785         preempt_disable();
786
787         start = __this_cpu_read(idt_desc.address);
788         end = start + __this_cpu_read(idt_desc.size) + 1;
789
790         xen_mc_flush();
791
792         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
793
794         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
795                 struct trap_info info[2];
796
797                 info[1].address = 0;
798
799                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
800                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
801                                 BUG();
802         }
803
804         preempt_enable();
805 }
806
807 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
808                                   struct trap_info *traps)
809 {
810         unsigned in, out, count;
811
812         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
813         BUG_ON(count > 256);
814
815         for (in = out = 0; in < count; in++) {
816                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
817
818                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
819                         out++;
820         }
821         traps[out].address = 0;
822 }
823
824 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
825 {
826         const struct desc_ptr *desc = this_cpu_ptr(&idt_desc);
827
828         xen_convert_trap_info(desc, traps);
829 }
830
831 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
832    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
833    it avoids allocation, and saves stack space). */
834 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
835 {
836         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
837         static struct trap_info traps[257];
838
839         trace_xen_cpu_load_idt(desc);
840
841         spin_lock(&lock);
842
843         memcpy(this_cpu_ptr(&idt_desc), desc, sizeof(idt_desc));
844
845         xen_convert_trap_info(desc, traps);
846
847         xen_mc_flush();
848         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
849                 BUG();
850
851         spin_unlock(&lock);
852 }
853
854 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
855    they're handled differently. */
856 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
857                                 const void *desc, int type)
858 {
859         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
860
861         preempt_disable();
862
863         switch (type) {
864         case DESC_LDT:
865         case DESC_TSS:
866                 /* ignore */
867                 break;
868
869         default: {
870                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
871
872                 xen_mc_flush();
873                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
874                         BUG();
875         }
876
877         }
878
879         preempt_enable();
880 }
881
882 /*
883  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
884  * update an entry as simply as possible.
885  */
886 static void __init xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
887                                             const void *desc, int type)
888 {
889         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
890
891         switch (type) {
892         case DESC_LDT:
893         case DESC_TSS:
894                 /* ignore */
895                 break;
896
897         default: {
898                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
899
900                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
901                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
902         }
903
904         }
905 }
906
907 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
908                          struct thread_struct *thread)
909 {
910         struct multicall_space mcs;
911
912         mcs = xen_mc_entry(0);
913         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
914         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
915         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
916 }
917
918 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
919 {
920         struct physdev_set_iopl set_iopl;
921
922         /* Force the change at ring 0. */
923         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
924         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
925 }
926
927 static void xen_io_delay(void)
928 {
929 }
930
931 static void xen_clts(void)
932 {
933         struct multicall_space mcs;
934
935         mcs = xen_mc_entry(0);
936
937         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
938
939         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
940 }
941
942 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
943
944 static unsigned long xen_read_cr0(void)
945 {
946         unsigned long cr0 = this_cpu_read(xen_cr0_value);
947
948         if (unlikely(cr0 == 0)) {
949                 cr0 = native_read_cr0();
950                 this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
951         }
952
953         return cr0;
954 }
955
956 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
957 {
958         struct multicall_space mcs;
959
960         this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
961
962         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
963            ignored. */
964         mcs = xen_mc_entry(0);
965
966         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
967
968         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
969 }
970
971 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
972 {
973         cr4 &= ~X86_CR4_PGE;
974         cr4 &= ~X86_CR4_PSE;
975
976         native_write_cr4(cr4);
977 }
978 #ifdef CONFIG_X86_64
979 static inline unsigned long xen_read_cr8(void)
980 {
981         return 0;
982 }
983 static inline void xen_write_cr8(unsigned long val)
984 {
985         BUG_ON(val);
986 }
987 #endif
988
989 static u64 xen_read_msr_safe(unsigned int msr, int *err)
990 {
991         u64 val;
992
993         val = native_read_msr_safe(msr, err);
994         switch (msr) {
995         case MSR_IA32_APICBASE:
996 #ifdef CONFIG_X86_X2APIC
997                 if (!(cpuid_ecx(1) & (1 << (X86_FEATURE_X2APIC & 31))))
998 #endif
999                         val &= ~X2APIC_ENABLE;
1000                 break;
1001         }
1002         return val;
1003 }
1004
1005 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
1006 {
1007         int ret;
1008
1009         ret = 0;
1010
1011         switch (msr) {
1012 #ifdef CONFIG_X86_64
1013                 unsigned which;
1014                 u64 base;
1015
1016         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
1017         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
1018         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
1019
1020         set:
1021                 base = ((u64)high << 32) | low;
1022                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
1023                         ret = -EIO;
1024                 break;
1025 #endif
1026
1027         case MSR_STAR:
1028         case MSR_CSTAR:
1029         case MSR_LSTAR:
1030         case MSR_SYSCALL_MASK:
1031         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
1032         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
1033         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
1034                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
1035                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
1036                    Xen console noise. */
1037
1038         default:
1039                 ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
1040         }
1041
1042         return ret;
1043 }
1044
1045 void xen_setup_shared_info(void)
1046 {
1047         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1048                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
1049                            xen_start_info->shared_info);
1050
1051                 HYPERVISOR_shared_info =
1052                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
1053         } else
1054                 HYPERVISOR_shared_info =
1055                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
1056
1057 #ifndef CONFIG_SMP
1058         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
1059         xen_setup_vcpu_info_placement();
1060 #endif
1061
1062         xen_setup_mfn_list_list();
1063 }
1064
1065 /* This is called once we have the cpu_possible_mask */
1066 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
1067 {
1068         int cpu;
1069
1070         for_each_possible_cpu(cpu)
1071                 xen_vcpu_setup(cpu);
1072
1073         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
1074          * percpu area for all cpus, so make use of it. Note that for
1075          * PVH we want to use native IRQ mechanism. */
1076         if (have_vcpu_info_placement && !xen_pvh_domain()) {
1077                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
1078                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
1079                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
1080                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
1081                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
1082         }
1083 }
1084
1085 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
1086                           unsigned long addr, unsigned len)
1087 {
1088         char *start, *end, *reloc;
1089         unsigned ret;
1090
1091         start = end = reloc = NULL;
1092
1093 #define SITE(op, x)                                                     \
1094         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
1095         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
1096                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
1097                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
1098                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
1099         }                                                               \
1100         goto patch_site
1101
1102         switch (type) {
1103                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
1104                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
1105                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
1106                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
1107 #undef SITE
1108
1109         patch_site:
1110                 if (start == NULL || (end-start) > len)
1111                         goto default_patch;
1112
1113                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
1114
1115                 /* Note: because reloc is assigned from something that
1116                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
1117                    but doesn't know its relationship with start and
1118                    end. */
1119                 if (reloc > start && reloc < end) {
1120                         int reloc_off = reloc - start;
1121                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
1122                         long delta = start - (char *)addr;
1123
1124                         *relocp += delta;
1125                 }
1126                 break;
1127
1128         default_patch:
1129         default:
1130                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
1131                                              addr, len);
1132                 break;
1133         }
1134
1135         return ret;
1136 }
1137
1138 static const struct pv_info xen_info __initconst = {
1139         .paravirt_enabled = 1,
1140         .shared_kernel_pmd = 0,
1141
1142 #ifdef CONFIG_X86_64
1143         .extra_user_64bit_cs = FLAT_USER_CS64,
1144 #endif
1145
1146         .name = "Xen",
1147 };
1148
1149 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initconst = {
1150         .patch = xen_patch,
1151 };
1152
1153 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initconst = {
1154         .cpuid = xen_cpuid,
1155
1156         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
1157         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
1158
1159         .clts = xen_clts,
1160
1161         .read_cr0 = xen_read_cr0,
1162         .write_cr0 = xen_write_cr0,
1163
1164         .read_cr4 = native_read_cr4,
1165         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
1166         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1167
1168 #ifdef CONFIG_X86_64
1169         .read_cr8 = xen_read_cr8,
1170         .write_cr8 = xen_write_cr8,
1171 #endif
1172
1173         .wbinvd = native_wbinvd,
1174
1175         .read_msr = xen_read_msr_safe,
1176         .write_msr = xen_write_msr_safe,
1177
1178         .read_tsc = native_read_tsc,
1179         .read_pmc = native_read_pmc,
1180
1181         .read_tscp = native_read_tscp,
1182
1183         .iret = xen_iret,
1184         .irq_enable_sysexit = xen_sysexit,
1185 #ifdef CONFIG_X86_64
1186         .usergs_sysret32 = xen_sysret32,
1187         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
1188 #endif
1189
1190         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1191         .set_ldt = xen_set_ldt,
1192         .load_gdt = xen_load_gdt,
1193         .load_idt = xen_load_idt,
1194         .load_tls = xen_load_tls,
1195 #ifdef CONFIG_X86_64
1196         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
1197 #endif
1198
1199         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
1200         .free_ldt = xen_free_ldt,
1201
1202         .store_idt = native_store_idt,
1203         .store_tr = xen_store_tr,
1204
1205         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1206         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1207         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1208         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1209
1210         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1211         .io_delay = xen_io_delay,
1212
1213         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
1214         .swapgs = paravirt_nop,
1215
1216         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
1217         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
1218 };
1219
1220 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initconst = {
1221 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1222         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1223 #endif
1224 };
1225
1226 static void xen_reboot(int reason)
1227 {
1228         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1229
1230         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1231                 BUG();
1232 }
1233
1234 static void xen_restart(char *msg)
1235 {
1236         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1237 }
1238
1239 static void xen_emergency_restart(void)
1240 {
1241         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1242 }
1243
1244 static void xen_machine_halt(void)
1245 {
1246         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1247 }
1248
1249 static void xen_machine_power_off(void)
1250 {
1251         if (pm_power_off)
1252                 pm_power_off();
1253         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1254 }
1255
1256 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1257 {
1258         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1259 }
1260
1261 static int
1262 xen_panic_event(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr)
1263 {
1264         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1265         return NOTIFY_DONE;
1266 }
1267
1268 static struct notifier_block xen_panic_block = {
1269         .notifier_call= xen_panic_event,
1270         .priority = INT_MIN
1271 };
1272
1273 int xen_panic_handler_init(void)
1274 {
1275         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &xen_panic_block);
1276         return 0;
1277 }
1278
1279 static const struct machine_ops xen_machine_ops __initconst = {
1280         .restart = xen_restart,
1281         .halt = xen_machine_halt,
1282         .power_off = xen_machine_power_off,
1283         .shutdown = xen_machine_halt,
1284         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1285         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1286 };
1287
1288 static unsigned char xen_get_nmi_reason(void)
1289 {
1290         unsigned char reason = 0;
1291
1292         /* Construct a value which looks like it came from port 0x61. */
1293         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_io_error,
1294                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1295                 reason |= NMI_REASON_IOCHK;
1296         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_pci_serr,
1297                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1298                 reason |= NMI_REASON_SERR;
1299
1300         return reason;
1301 }
1302
1303 static void __init xen_boot_params_init_edd(void)
1304 {
1305 #if IS_ENABLED(CONFIG_EDD)
1306         struct xen_platform_op op;
1307         struct edd_info *edd_info;
1308         u32 *mbr_signature;
1309         unsigned nr;
1310         int ret;
1311
1312         edd_info = boot_params.eddbuf;
1313         mbr_signature = boot_params.edd_mbr_sig_buffer;
1314
1315         op.cmd = XENPF_firmware_info;
1316
1317         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_INFO;
1318         for (nr = 0; nr < EDDMAXNR; nr++) {
1319                 struct edd_info *info = edd_info + nr;
1320
1321                 op.u.firmware_info.index = nr;
1322                 info->params.length = sizeof(info->params);
1323                 set_xen_guest_handle(op.u.firmware_info.u.disk_info.edd_params,
1324                                      &info->params);
1325                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1326                 if (ret)
1327                         break;
1328
1329 #define C(x) info->x = op.u.firmware_info.u.disk_info.x
1330                 C(device);
1331                 C(version);
1332                 C(interface_support);
1333                 C(legacy_max_cylinder);
1334                 C(legacy_max_head);
1335                 C(legacy_sectors_per_track);
1336 #undef C
1337         }
1338         boot_params.eddbuf_entries = nr;
1339
1340         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_MBR_SIGNATURE;
1341         for (nr = 0; nr < EDD_MBR_SIG_MAX; nr++) {
1342                 op.u.firmware_info.index = nr;
1343                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1344                 if (ret)
1345                         break;
1346                 mbr_signature[nr] = op.u.firmware_info.u.disk_mbr_signature.mbr_signature;
1347         }
1348         boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries = nr;
1349 #endif
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1354  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1355  * function, which is most of the kernel.
1356  *
1357  * Note, that it is __ref because the only caller of this after init
1358  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1359  * __init functions.
1360  */
1361 static void __ref xen_setup_gdt(int cpu)
1362 {
1363         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1364 #ifdef CONFIG_X86_64
1365                 unsigned long dummy;
1366
1367                 load_percpu_segment(cpu); /* We need to access per-cpu area */
1368                 switch_to_new_gdt(cpu); /* GDT and GS set */
1369
1370                 /* We are switching of the Xen provided GDT to our HVM mode
1371                  * GDT. The new GDT has  __KERNEL_CS with CS.L = 1
1372                  * and we are jumping to reload it.
1373                  */
1374                 asm volatile ("pushq %0\n"
1375                               "leaq 1f(%%rip),%0\n"
1376                               "pushq %0\n"
1377                               "lretq\n"
1378                               "1:\n"
1379                               : "=&r" (dummy) : "0" (__KERNEL_CS));
1380
1381                 /*
1382                  * While not needed, we also set the %es, %ds, and %fs
1383                  * to zero. We don't care about %ss as it is NULL.
1384                  * Strictly speaking this is not needed as Xen zeros those
1385                  * out (and also MSR_FS_BASE, MSR_GS_BASE, MSR_KERNEL_GS_BASE)
1386                  *
1387                  * Linux zeros them in cpu_init() and in secondary_startup_64
1388                  * (for BSP).
1389                  */
1390                 loadsegment(es, 0);
1391                 loadsegment(ds, 0);
1392                 loadsegment(fs, 0);
1393 #else
1394                 /* PVH: TODO Implement. */
1395                 BUG();
1396 #endif
1397                 return; /* PVH does not need any PV GDT ops. */
1398         }
1399         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1400         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1401
1402         setup_stack_canary_segment(0);
1403         switch_to_new_gdt(0);
1404
1405         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1406         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1407 }
1408
1409 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1410 /*
1411  * A PV guest starts with default flags that are not set for PVH, set them
1412  * here asap.
1413  */
1414 static void xen_pvh_set_cr_flags(int cpu)
1415 {
1416
1417         /* Some of these are setup in 'secondary_startup_64'. The others:
1418          * X86_CR0_TS, X86_CR0_PE, X86_CR0_ET are set by Xen for HVM guests
1419          * (which PVH shared codepaths), while X86_CR0_PG is for PVH. */
1420         write_cr0(read_cr0() | X86_CR0_MP | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM);
1421
1422         if (!cpu)
1423                 return;
1424         /*
1425          * For BSP, PSE PGE are set in probe_page_size_mask(), for APs
1426          * set them here. For all, OSFXSR OSXMMEXCPT are set in fpu_init.
1427         */
1428         if (cpu_has_pse)
1429                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PSE);
1430
1431         if (cpu_has_pge)
1432                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PGE);
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Note, that it is ref - because the only caller of this after init
1437  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1438  * __init functions.
1439  */
1440 void __ref xen_pvh_secondary_vcpu_init(int cpu)
1441 {
1442         xen_setup_gdt(cpu);
1443         xen_pvh_set_cr_flags(cpu);
1444 }
1445
1446 static void __init xen_pvh_early_guest_init(void)
1447 {
1448         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1449                 return;
1450
1451         if (!xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1452                 return;
1453
1454         xen_have_vector_callback = 1;
1455
1456         xen_pvh_early_cpu_init(0, false);
1457         xen_pvh_set_cr_flags(0);
1458
1459 #ifdef CONFIG_X86_32
1460         BUG(); /* PVH: Implement proper support. */
1461 #endif
1462 }
1463 #endif    /* CONFIG_XEN_PVH */
1464
1465 /* First C function to be called on Xen boot */
1466 asmlinkage __visible void __init xen_start_kernel(void)
1467 {
1468         struct physdev_set_iopl set_iopl;
1469         unsigned long initrd_start = 0;
1470         int rc;
1471
1472         if (!xen_start_info)
1473                 return;
1474
1475         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1476
1477         xen_setup_features();
1478 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1479         xen_pvh_early_guest_init();
1480 #endif
1481         xen_setup_machphys_mapping();
1482
1483         /* Install Xen paravirt ops */
1484         pv_info = xen_info;
1485         pv_init_ops = xen_init_ops;
1486         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1487         if (!xen_pvh_domain()) {
1488                 pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1489
1490                 x86_platform.get_nmi_reason = xen_get_nmi_reason;
1491         }
1492
1493         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1494                 x86_init.resources.memory_setup = xen_auto_xlated_memory_setup;
1495         else
1496                 x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1497         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1498         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1499
1500         xen_init_time_ops();
1501
1502         /*
1503          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1504          */
1505
1506         xen_init_mmu_ops();
1507
1508         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1509         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1510
1511         /*
1512          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even
1513          * if CONFIG_HIGHPTE is enabled.
1514          */
1515         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
1516
1517         /* Work out if we support NX */
1518         x86_configure_nx();
1519
1520         /* Get mfn list */
1521         xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1522
1523         /*
1524          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1525          * -fstack-protector code can be executed.
1526          */
1527         xen_setup_gdt(0);
1528
1529         xen_init_irq_ops();
1530         xen_init_cpuid_mask();
1531
1532 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1533         /*
1534          * set up the basic apic ops.
1535          */
1536         xen_init_apic();
1537 #endif
1538
1539         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1540                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1541                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1542         }
1543
1544         machine_ops = xen_machine_ops;
1545
1546         /*
1547          * The only reliable way to retain the initial address of the
1548          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1549          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1550          */
1551         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1552
1553         xen_smp_init();
1554
1555 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1556         /*
1557          * The pages we from Xen are not related to machine pages, so
1558          * any NUMA information the kernel tries to get from ACPI will
1559          * be meaningless.  Prevent it from trying.
1560          */
1561         acpi_numa = -1;
1562 #endif
1563         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1564            possible map and a non-dummy shared_info. */
1565         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1566
1567         local_irq_disable();
1568         early_boot_irqs_disabled = true;
1569
1570         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1571         xen_setup_kernel_pagetable((pgd_t *)xen_start_info->pt_base, xen_start_info->nr_pages);
1572
1573         /*
1574          * Modify the cache mode translation tables to match Xen's PAT
1575          * configuration.
1576          */
1577
1578         pat_init_cache_modes();
1579
1580         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1581
1582 #ifdef CONFIG_X86_32
1583         pv_info.kernel_rpl = 1;
1584         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1585                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1586 #else
1587         pv_info.kernel_rpl = 0;
1588 #endif
1589         /* set the limit of our address space */
1590         xen_reserve_top();
1591
1592         /* PVH: runs at default kernel iopl of 0 */
1593         if (!xen_pvh_domain()) {
1594                 /*
1595                  * We used to do this in xen_arch_setup, but that is too late
1596                  * on AMD were early_cpu_init (run before ->arch_setup()) calls
1597                  * early_amd_init which pokes 0xcf8 port.
1598                  */
1599                 set_iopl.iopl = 1;
1600                 rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
1601                 if (rc != 0)
1602                         xen_raw_printk("physdev_op failed %d\n", rc);
1603         }
1604
1605 #ifdef CONFIG_X86_32
1606         /* set up basic CPUID stuff */
1607         cpu_detect(&new_cpu_data);
1608         set_cpu_cap(&new_cpu_data, X86_FEATURE_FPU);
1609         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1610         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1611 #endif
1612
1613         if (xen_start_info->mod_start) {
1614             if (xen_start_info->flags & SIF_MOD_START_PFN)
1615                 initrd_start = PFN_PHYS(xen_start_info->mod_start);
1616             else
1617                 initrd_start = __pa(xen_start_info->mod_start);
1618         }
1619
1620         /* Poke various useful things into boot_params */
1621         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1622         boot_params.hdr.ramdisk_image = initrd_start;
1623         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1624         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1625
1626         if (!xen_initial_domain()) {
1627                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1628                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1629                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1630                 if (pci_xen)
1631                         x86_init.pci.arch_init = pci_xen_init;
1632         } else {
1633                 const struct dom0_vga_console_info *info =
1634                         (void *)((char *)xen_start_info +
1635                                  xen_start_info->console.dom0.info_off);
1636                 struct xen_platform_op op = {
1637                         .cmd = XENPF_firmware_info,
1638                         .interface_version = XENPF_INTERFACE_VERSION,
1639                         .u.firmware_info.type = XEN_FW_KBD_SHIFT_FLAGS,
1640                 };
1641
1642                 xen_init_vga(info, xen_start_info->console.dom0.info_size);
1643                 xen_start_info->console.domU.mfn = 0;
1644                 xen_start_info->console.domU.evtchn = 0;
1645
1646                 if (HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0)
1647                         boot_params.kbd_status = op.u.firmware_info.u.kbd_shift_flags;
1648
1649                 /* Make sure ACS will be enabled */
1650                 pci_request_acs();
1651
1652                 xen_acpi_sleep_register();
1653
1654                 /* Avoid searching for BIOS MP tables */
1655                 x86_init.mpparse.find_smp_config = x86_init_noop;
1656                 x86_init.mpparse.get_smp_config = x86_init_uint_noop;
1657
1658                 xen_boot_params_init_edd();
1659         }
1660 #ifdef CONFIG_PCI
1661         /* PCI BIOS service won't work from a PV guest. */
1662         pci_probe &= ~PCI_PROBE_BIOS;
1663 #endif
1664         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1665
1666         xen_setup_runstate_info(0);
1667
1668         xen_efi_init();
1669
1670         /* Start the world */
1671 #ifdef CONFIG_X86_32
1672         i386_start_kernel();
1673 #else
1674         cr4_init_shadow(); /* 32b kernel does this in i386_start_kernel() */
1675         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1676 #endif
1677 }
1678
1679 void __ref xen_hvm_init_shared_info(void)
1680 {
1681         int cpu;
1682         struct xen_add_to_physmap xatp;
1683         static struct shared_info *shared_info_page = 0;
1684
1685         if (!shared_info_page)
1686                 shared_info_page = (struct shared_info *)
1687                         extend_brk(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1688         xatp.domid = DOMID_SELF;
1689         xatp.idx = 0;
1690         xatp.space = XENMAPSPACE_shared_info;
1691         xatp.gpfn = __pa(shared_info_page) >> PAGE_SHIFT;
1692         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_add_to_physmap, &xatp))
1693                 BUG();
1694
1695         HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)shared_info_page;
1696
1697         /* xen_vcpu is a pointer to the vcpu_info struct in the shared_info
1698          * page, we use it in the event channel upcall and in some pvclock
1699          * related functions. We don't need the vcpu_info placement
1700          * optimizations because we don't use any pv_mmu or pv_irq op on
1701          * HVM.
1702          * When xen_hvm_init_shared_info is run at boot time only vcpu 0 is
1703          * online but xen_hvm_init_shared_info is run at resume time too and
1704          * in that case multiple vcpus might be online. */
1705         for_each_online_cpu(cpu) {
1706                 /* Leave it to be NULL. */
1707                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
1708                         continue;
1709                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
1710         }
1711 }
1712
1713 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1714 static void __init init_hvm_pv_info(void)
1715 {
1716         int major, minor;
1717         uint32_t eax, ebx, ecx, edx, pages, msr, base;
1718         u64 pfn;
1719
1720         base = xen_cpuid_base();
1721         cpuid(base + 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1722
1723         major = eax >> 16;
1724         minor = eax & 0xffff;
1725         printk(KERN_INFO "Xen version %d.%d.\n", major, minor);
1726
1727         cpuid(base + 2, &pages, &msr, &ecx, &edx);
1728
1729         pfn = __pa(hypercall_page);
1730         wrmsr_safe(msr, (u32)pfn, (u32)(pfn >> 32));
1731
1732         xen_setup_features();
1733
1734         pv_info.name = "Xen HVM";
1735
1736         xen_domain_type = XEN_HVM_DOMAIN;
1737 }
1738
1739 static int xen_hvm_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
1740                               void *hcpu)
1741 {
1742         int cpu = (long)hcpu;
1743         switch (action) {
1744         case CPU_UP_PREPARE:
1745                 xen_vcpu_setup(cpu);
1746                 if (xen_have_vector_callback) {
1747                         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_safe_pvclock))
1748                                 xen_setup_timer(cpu);
1749                 }
1750                 break;
1751         default:
1752                 break;
1753         }
1754         return NOTIFY_OK;
1755 }
1756
1757 static struct notifier_block xen_hvm_cpu_notifier = {
1758         .notifier_call  = xen_hvm_cpu_notify,
1759 };
1760
1761 static void __init xen_hvm_guest_init(void)
1762 {
1763         if (xen_pv_domain())
1764                 return;
1765
1766         init_hvm_pv_info();
1767
1768         xen_hvm_init_shared_info();
1769
1770         xen_panic_handler_init();
1771
1772         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1773                 xen_have_vector_callback = 1;
1774         xen_hvm_smp_init();
1775         register_cpu_notifier(&xen_hvm_cpu_notifier);
1776         xen_unplug_emulated_devices();
1777         x86_init.irqs.intr_init = xen_init_IRQ;
1778         xen_hvm_init_time_ops();
1779         xen_hvm_init_mmu_ops();
1780 }
1781 #endif
1782
1783 static bool xen_nopv = false;
1784 static __init int xen_parse_nopv(char *arg)
1785 {
1786        xen_nopv = true;
1787        return 0;
1788 }
1789 early_param("xen_nopv", xen_parse_nopv);
1790
1791 static uint32_t __init xen_platform(void)
1792 {
1793         if (xen_nopv)
1794                 return 0;
1795
1796         return xen_cpuid_base();
1797 }
1798
1799 bool xen_hvm_need_lapic(void)
1800 {
1801         if (xen_nopv)
1802                 return false;
1803         if (xen_pv_domain())
1804                 return false;
1805         if (!xen_hvm_domain())
1806                 return false;
1807         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs) && xen_have_vector_callback)
1808                 return false;
1809         return true;
1810 }
1811 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_hvm_need_lapic);
1812
1813 static void xen_set_cpu_features(struct cpuinfo_x86 *c)
1814 {
1815         if (xen_pv_domain())
1816                 clear_cpu_bug(c, X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS);
1817 }
1818
1819 const struct hypervisor_x86 x86_hyper_xen = {
1820         .name                   = "Xen",
1821         .detect                 = xen_platform,
1822 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1823         .init_platform          = xen_hvm_guest_init,
1824 #endif
1825         .x2apic_available       = xen_x2apic_para_available,
1826         .set_cpu_features       = xen_set_cpu_features,
1827 };
1828 EXPORT_SYMBOL(x86_hyper_xen);