Kernel bump from 4.1.3-rt to 4.1.7-rt.
[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         unsigned char dummy;
487
488         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
489         BUG_ON(ptep == NULL);
490
491         pfn = pte_pfn(*ptep);
492         page = pfn_to_page(pfn);
493
494         pte = pfn_pte(pfn, prot);
495
496         /*
497          * Careful: update_va_mapping() will fail if the virtual address
498          * we're poking isn't populated in the page tables.  We don't
499          * need to worry about the direct map (that's always in the page
500          * tables), but we need to be careful about vmap space.  In
501          * particular, the top level page table can lazily propagate
502          * entries between processes, so if we've switched mms since we
503          * vmapped the target in the first place, we might not have the
504          * top-level page table entry populated.
505          *
506          * We disable preemption because we want the same mm active when
507          * we probe the target and when we issue the hypercall.  We'll
508          * have the same nominal mm, but if we're a kernel thread, lazy
509          * mm dropping could change our pgd.
510          *
511          * Out of an abundance of caution, this uses __get_user() to fault
512          * in the target address just in case there's some obscure case
513          * in which the target address isn't readable.
514          */
515
516         preempt_disable();
517
518         pagefault_disable();    /* Avoid warnings due to being atomic. */
519         __get_user(dummy, (unsigned char __user __force *)v);
520         pagefault_enable();
521
522         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
523                 BUG();
524
525         if (!PageHighMem(page)) {
526                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
527
528                 if (av != v)
529                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
530                                 BUG();
531         } else
532                 kmap_flush_unused();
533
534         preempt_enable();
535 }
536
537 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
538 {
539         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
540         int i;
541
542         /*
543          * We need to mark the all aliases of the LDT pages RO.  We
544          * don't need to call vm_flush_aliases(), though, since that's
545          * only responsible for flushing aliases out the TLBs, not the
546          * page tables, and Xen will flush the TLB for us if needed.
547          *
548          * To avoid confusing future readers: none of this is necessary
549          * to load the LDT.  The hypervisor only checks this when the
550          * LDT is faulted in due to subsequent descriptor access.
551          */
552
553         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
554                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
555 }
556
557 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
558 {
559         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
560         int i;
561
562         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
563                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
564 }
565
566 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
567 {
568         struct mmuext_op *op;
569         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
570
571         trace_xen_cpu_set_ldt(addr, entries);
572
573         op = mcs.args;
574         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
575         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
576         op->arg2.nr_ents = entries;
577
578         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
579
580         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
581 }
582
583 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
584 {
585         unsigned long va = dtr->address;
586         unsigned int size = dtr->size + 1;
587         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
588         unsigned long frames[pages];
589         int f;
590
591         /*
592          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
593          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
594          */
595
596         BUG_ON(size > 65536);
597         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
598
599         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
600                 int level;
601                 pte_t *ptep;
602                 unsigned long pfn, mfn;
603                 void *virt;
604
605                 /*
606                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
607                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
608                  * page-walk to get the underlying MFN for the
609                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
610                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
611                  */
612                 ptep = lookup_address(va, &level);
613                 BUG_ON(ptep == NULL);
614
615                 pfn = pte_pfn(*ptep);
616                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
617                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
618
619                 frames[f] = mfn;
620
621                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
622                 make_lowmem_page_readonly(virt);
623         }
624
625         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
626                 BUG();
627 }
628
629 /*
630  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
631  */
632 static void __init xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
633 {
634         unsigned long va = dtr->address;
635         unsigned int size = dtr->size + 1;
636         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
637         unsigned long frames[pages];
638         int f;
639
640         /*
641          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
642          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
643          */
644
645         BUG_ON(size > 65536);
646         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
647
648         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
649                 pte_t pte;
650                 unsigned long pfn, mfn;
651
652                 pfn = virt_to_pfn(va);
653                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
654
655                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
656
657                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
658                         BUG();
659
660                 frames[f] = mfn;
661         }
662
663         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
664                 BUG();
665 }
666
667 static inline bool desc_equal(const struct desc_struct *d1,
668                               const struct desc_struct *d2)
669 {
670         return d1->a == d2->a && d1->b == d2->b;
671 }
672
673 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
674                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
675 {
676         struct desc_struct *shadow = &per_cpu(shadow_tls_desc, cpu).desc[i];
677         struct desc_struct *gdt;
678         xmaddr_t maddr;
679         struct multicall_space mc;
680
681         if (desc_equal(shadow, &t->tls_array[i]))
682                 return;
683
684         *shadow = t->tls_array[i];
685
686         gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
687         maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
688         mc = __xen_mc_entry(0);
689
690         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
691 }
692
693 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
694 {
695         /*
696          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
697          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
698          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
699          * can zero it out to prevent faults on exit from the
700          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
701          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
702          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
703          * save/restore %gs for normal hypercalls.
704          *
705          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
706          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
707          * must not zero %gs on x86_64
708          *
709          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
710          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
711          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
712          */
713         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
714 #ifdef CONFIG_X86_32
715                 lazy_load_gs(0);
716 #else
717                 loadsegment(fs, 0);
718 #endif
719         }
720
721         xen_mc_batch();
722
723         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
724         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
725         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
726
727         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
728 }
729
730 #ifdef CONFIG_X86_64
731 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
732 {
733         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
734                 BUG();
735 }
736 #endif
737
738 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
739                                 const void *ptr)
740 {
741         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
742         u64 entry = *(u64 *)ptr;
743
744         trace_xen_cpu_write_ldt_entry(dt, entrynum, entry);
745
746         preempt_disable();
747
748         xen_mc_flush();
749         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
750                 BUG();
751
752         preempt_enable();
753 }
754
755 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
756                             struct trap_info *info)
757 {
758         unsigned long addr;
759
760         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
761                 return 0;
762
763         info->vector = vector;
764
765         addr = gate_offset(*val);
766 #ifdef CONFIG_X86_64
767         /*
768          * Look for known traps using IST, and substitute them
769          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
770          * about.  Xen will handle faults like double_fault,
771          * so we should never see them.  Warn if
772          * there's an unexpected IST-using fault handler.
773          */
774         if (addr == (unsigned long)debug)
775                 addr = (unsigned long)xen_debug;
776         else if (addr == (unsigned long)int3)
777                 addr = (unsigned long)xen_int3;
778         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
779                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
780         else if (addr == (unsigned long)double_fault) {
781                 /* Don't need to handle these */
782                 return 0;
783 #ifdef CONFIG_X86_MCE
784         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
785                 /*
786                  * when xen hypervisor inject vMCE to guest,
787                  * use native mce handler to handle it
788                  */
789                 ;
790 #endif
791         } else if (addr == (unsigned long)nmi)
792                 /*
793                  * Use the native version as well.
794                  */
795                 ;
796         else {
797                 /* Some other trap using IST? */
798                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
799                         return 0;
800         }
801 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
802         info->address = addr;
803
804         info->cs = gate_segment(*val);
805         info->flags = val->dpl;
806         /* interrupt gates clear IF */
807         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
808                 info->flags |= 1 << 2;
809
810         return 1;
811 }
812
813 /* Locations of each CPU's IDT */
814 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
815
816 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
817    also update Xen. */
818 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
819 {
820         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
821         unsigned long start, end;
822
823         trace_xen_cpu_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
824
825         preempt_disable();
826
827         start = __this_cpu_read(idt_desc.address);
828         end = start + __this_cpu_read(idt_desc.size) + 1;
829
830         xen_mc_flush();
831
832         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
833
834         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
835                 struct trap_info info[2];
836
837                 info[1].address = 0;
838
839                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
840                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
841                                 BUG();
842         }
843
844         preempt_enable();
845 }
846
847 static void xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
848                                   struct trap_info *traps)
849 {
850         unsigned in, out, count;
851
852         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
853         BUG_ON(count > 256);
854
855         for (in = out = 0; in < count; in++) {
856                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
857
858                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]))
859                         out++;
860         }
861         traps[out].address = 0;
862 }
863
864 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
865 {
866         const struct desc_ptr *desc = this_cpu_ptr(&idt_desc);
867
868         xen_convert_trap_info(desc, traps);
869 }
870
871 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
872    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
873    it avoids allocation, and saves stack space). */
874 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
875 {
876         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
877         static struct trap_info traps[257];
878
879         trace_xen_cpu_load_idt(desc);
880
881         spin_lock(&lock);
882
883         memcpy(this_cpu_ptr(&idt_desc), desc, sizeof(idt_desc));
884
885         xen_convert_trap_info(desc, traps);
886
887         xen_mc_flush();
888         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
889                 BUG();
890
891         spin_unlock(&lock);
892 }
893
894 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
895    they're handled differently. */
896 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
897                                 const void *desc, int type)
898 {
899         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
900
901         preempt_disable();
902
903         switch (type) {
904         case DESC_LDT:
905         case DESC_TSS:
906                 /* ignore */
907                 break;
908
909         default: {
910                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
911
912                 xen_mc_flush();
913                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
914                         BUG();
915         }
916
917         }
918
919         preempt_enable();
920 }
921
922 /*
923  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
924  * update an entry as simply as possible.
925  */
926 static void __init xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
927                                             const void *desc, int type)
928 {
929         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
930
931         switch (type) {
932         case DESC_LDT:
933         case DESC_TSS:
934                 /* ignore */
935                 break;
936
937         default: {
938                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
939
940                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
941                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
942         }
943
944         }
945 }
946
947 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
948                          struct thread_struct *thread)
949 {
950         struct multicall_space mcs;
951
952         mcs = xen_mc_entry(0);
953         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
954         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
955         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
956 }
957
958 static void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
959 {
960         struct physdev_set_iopl set_iopl;
961
962         /* Force the change at ring 0. */
963         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
964         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
965 }
966
967 static void xen_io_delay(void)
968 {
969 }
970
971 static void xen_clts(void)
972 {
973         struct multicall_space mcs;
974
975         mcs = xen_mc_entry(0);
976
977         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
978
979         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
980 }
981
982 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
983
984 static unsigned long xen_read_cr0(void)
985 {
986         unsigned long cr0 = this_cpu_read(xen_cr0_value);
987
988         if (unlikely(cr0 == 0)) {
989                 cr0 = native_read_cr0();
990                 this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
991         }
992
993         return cr0;
994 }
995
996 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
997 {
998         struct multicall_space mcs;
999
1000         this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
1001
1002         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
1003            ignored. */
1004         mcs = xen_mc_entry(0);
1005
1006         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
1007
1008         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1009 }
1010
1011 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
1012 {
1013         cr4 &= ~X86_CR4_PGE;
1014         cr4 &= ~X86_CR4_PSE;
1015
1016         native_write_cr4(cr4);
1017 }
1018 #ifdef CONFIG_X86_64
1019 static inline unsigned long xen_read_cr8(void)
1020 {
1021         return 0;
1022 }
1023 static inline void xen_write_cr8(unsigned long val)
1024 {
1025         BUG_ON(val);
1026 }
1027 #endif
1028
1029 static u64 xen_read_msr_safe(unsigned int msr, int *err)
1030 {
1031         u64 val;
1032
1033         val = native_read_msr_safe(msr, err);
1034         switch (msr) {
1035         case MSR_IA32_APICBASE:
1036 #ifdef CONFIG_X86_X2APIC
1037                 if (!(cpuid_ecx(1) & (1 << (X86_FEATURE_X2APIC & 31))))
1038 #endif
1039                         val &= ~X2APIC_ENABLE;
1040                 break;
1041         }
1042         return val;
1043 }
1044
1045 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
1046 {
1047         int ret;
1048
1049         ret = 0;
1050
1051         switch (msr) {
1052 #ifdef CONFIG_X86_64
1053                 unsigned which;
1054                 u64 base;
1055
1056         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
1057         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
1058         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
1059
1060         set:
1061                 base = ((u64)high << 32) | low;
1062                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
1063                         ret = -EIO;
1064                 break;
1065 #endif
1066
1067         case MSR_STAR:
1068         case MSR_CSTAR:
1069         case MSR_LSTAR:
1070         case MSR_SYSCALL_MASK:
1071         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
1072         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
1073         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
1074                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
1075                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
1076                    Xen console noise. */
1077
1078         default:
1079                 ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
1080         }
1081
1082         return ret;
1083 }
1084
1085 void xen_setup_shared_info(void)
1086 {
1087         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1088                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
1089                            xen_start_info->shared_info);
1090
1091                 HYPERVISOR_shared_info =
1092                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
1093         } else
1094                 HYPERVISOR_shared_info =
1095                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
1096
1097 #ifndef CONFIG_SMP
1098         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
1099         xen_setup_vcpu_info_placement();
1100 #endif
1101
1102         xen_setup_mfn_list_list();
1103 }
1104
1105 /* This is called once we have the cpu_possible_mask */
1106 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
1107 {
1108         int cpu;
1109
1110         for_each_possible_cpu(cpu)
1111                 xen_vcpu_setup(cpu);
1112
1113         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
1114          * percpu area for all cpus, so make use of it. Note that for
1115          * PVH we want to use native IRQ mechanism. */
1116         if (have_vcpu_info_placement && !xen_pvh_domain()) {
1117                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
1118                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
1119                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
1120                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
1121                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
1122         }
1123 }
1124
1125 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
1126                           unsigned long addr, unsigned len)
1127 {
1128         char *start, *end, *reloc;
1129         unsigned ret;
1130
1131         start = end = reloc = NULL;
1132
1133 #define SITE(op, x)                                                     \
1134         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
1135         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
1136                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
1137                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
1138                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
1139         }                                                               \
1140         goto patch_site
1141
1142         switch (type) {
1143                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
1144                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
1145                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
1146                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
1147 #undef SITE
1148
1149         patch_site:
1150                 if (start == NULL || (end-start) > len)
1151                         goto default_patch;
1152
1153                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
1154
1155                 /* Note: because reloc is assigned from something that
1156                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
1157                    but doesn't know its relationship with start and
1158                    end. */
1159                 if (reloc > start && reloc < end) {
1160                         int reloc_off = reloc - start;
1161                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
1162                         long delta = start - (char *)addr;
1163
1164                         *relocp += delta;
1165                 }
1166                 break;
1167
1168         default_patch:
1169         default:
1170                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
1171                                              addr, len);
1172                 break;
1173         }
1174
1175         return ret;
1176 }
1177
1178 static const struct pv_info xen_info __initconst = {
1179         .paravirt_enabled = 1,
1180         .shared_kernel_pmd = 0,
1181
1182 #ifdef CONFIG_X86_64
1183         .extra_user_64bit_cs = FLAT_USER_CS64,
1184 #endif
1185
1186         .name = "Xen",
1187 };
1188
1189 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initconst = {
1190         .patch = xen_patch,
1191 };
1192
1193 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initconst = {
1194         .cpuid = xen_cpuid,
1195
1196         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
1197         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
1198
1199         .clts = xen_clts,
1200
1201         .read_cr0 = xen_read_cr0,
1202         .write_cr0 = xen_write_cr0,
1203
1204         .read_cr4 = native_read_cr4,
1205         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
1206         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1207
1208 #ifdef CONFIG_X86_64
1209         .read_cr8 = xen_read_cr8,
1210         .write_cr8 = xen_write_cr8,
1211 #endif
1212
1213         .wbinvd = native_wbinvd,
1214
1215         .read_msr = xen_read_msr_safe,
1216         .write_msr = xen_write_msr_safe,
1217
1218         .read_tsc = native_read_tsc,
1219         .read_pmc = native_read_pmc,
1220
1221         .read_tscp = native_read_tscp,
1222
1223         .iret = xen_iret,
1224         .irq_enable_sysexit = xen_sysexit,
1225 #ifdef CONFIG_X86_64
1226         .usergs_sysret32 = xen_sysret32,
1227         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
1228 #endif
1229
1230         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1231         .set_ldt = xen_set_ldt,
1232         .load_gdt = xen_load_gdt,
1233         .load_idt = xen_load_idt,
1234         .load_tls = xen_load_tls,
1235 #ifdef CONFIG_X86_64
1236         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
1237 #endif
1238
1239         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
1240         .free_ldt = xen_free_ldt,
1241
1242         .store_idt = native_store_idt,
1243         .store_tr = xen_store_tr,
1244
1245         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1246         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1247         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1248         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1249
1250         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1251         .io_delay = xen_io_delay,
1252
1253         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
1254         .swapgs = paravirt_nop,
1255
1256         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
1257         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
1258 };
1259
1260 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initconst = {
1261 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1262         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1263 #endif
1264 };
1265
1266 static void xen_reboot(int reason)
1267 {
1268         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1269
1270         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1271                 BUG();
1272 }
1273
1274 static void xen_restart(char *msg)
1275 {
1276         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1277 }
1278
1279 static void xen_emergency_restart(void)
1280 {
1281         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1282 }
1283
1284 static void xen_machine_halt(void)
1285 {
1286         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1287 }
1288
1289 static void xen_machine_power_off(void)
1290 {
1291         if (pm_power_off)
1292                 pm_power_off();
1293         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1294 }
1295
1296 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1297 {
1298         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1299 }
1300
1301 static int
1302 xen_panic_event(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr)
1303 {
1304         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1305         return NOTIFY_DONE;
1306 }
1307
1308 static struct notifier_block xen_panic_block = {
1309         .notifier_call= xen_panic_event,
1310         .priority = INT_MIN
1311 };
1312
1313 int xen_panic_handler_init(void)
1314 {
1315         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &xen_panic_block);
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 static const struct machine_ops xen_machine_ops __initconst = {
1320         .restart = xen_restart,
1321         .halt = xen_machine_halt,
1322         .power_off = xen_machine_power_off,
1323         .shutdown = xen_machine_halt,
1324         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1325         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1326 };
1327
1328 static unsigned char xen_get_nmi_reason(void)
1329 {
1330         unsigned char reason = 0;
1331
1332         /* Construct a value which looks like it came from port 0x61. */
1333         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_io_error,
1334                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1335                 reason |= NMI_REASON_IOCHK;
1336         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_pci_serr,
1337                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1338                 reason |= NMI_REASON_SERR;
1339
1340         return reason;
1341 }
1342
1343 static void __init xen_boot_params_init_edd(void)
1344 {
1345 #if IS_ENABLED(CONFIG_EDD)
1346         struct xen_platform_op op;
1347         struct edd_info *edd_info;
1348         u32 *mbr_signature;
1349         unsigned nr;
1350         int ret;
1351
1352         edd_info = boot_params.eddbuf;
1353         mbr_signature = boot_params.edd_mbr_sig_buffer;
1354
1355         op.cmd = XENPF_firmware_info;
1356
1357         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_INFO;
1358         for (nr = 0; nr < EDDMAXNR; nr++) {
1359                 struct edd_info *info = edd_info + nr;
1360
1361                 op.u.firmware_info.index = nr;
1362                 info->params.length = sizeof(info->params);
1363                 set_xen_guest_handle(op.u.firmware_info.u.disk_info.edd_params,
1364                                      &info->params);
1365                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1366                 if (ret)
1367                         break;
1368
1369 #define C(x) info->x = op.u.firmware_info.u.disk_info.x
1370                 C(device);
1371                 C(version);
1372                 C(interface_support);
1373                 C(legacy_max_cylinder);
1374                 C(legacy_max_head);
1375                 C(legacy_sectors_per_track);
1376 #undef C
1377         }
1378         boot_params.eddbuf_entries = nr;
1379
1380         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_MBR_SIGNATURE;
1381         for (nr = 0; nr < EDD_MBR_SIG_MAX; nr++) {
1382                 op.u.firmware_info.index = nr;
1383                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1384                 if (ret)
1385                         break;
1386                 mbr_signature[nr] = op.u.firmware_info.u.disk_mbr_signature.mbr_signature;
1387         }
1388         boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries = nr;
1389 #endif
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1394  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1395  * function, which is most of the kernel.
1396  *
1397  * Note, that it is __ref because the only caller of this after init
1398  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1399  * __init functions.
1400  */
1401 static void __ref xen_setup_gdt(int cpu)
1402 {
1403         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1404 #ifdef CONFIG_X86_64
1405                 unsigned long dummy;
1406
1407                 load_percpu_segment(cpu); /* We need to access per-cpu area */
1408                 switch_to_new_gdt(cpu); /* GDT and GS set */
1409
1410                 /* We are switching of the Xen provided GDT to our HVM mode
1411                  * GDT. The new GDT has  __KERNEL_CS with CS.L = 1
1412                  * and we are jumping to reload it.
1413                  */
1414                 asm volatile ("pushq %0\n"
1415                               "leaq 1f(%%rip),%0\n"
1416                               "pushq %0\n"
1417                               "lretq\n"
1418                               "1:\n"
1419                               : "=&r" (dummy) : "0" (__KERNEL_CS));
1420
1421                 /*
1422                  * While not needed, we also set the %es, %ds, and %fs
1423                  * to zero. We don't care about %ss as it is NULL.
1424                  * Strictly speaking this is not needed as Xen zeros those
1425                  * out (and also MSR_FS_BASE, MSR_GS_BASE, MSR_KERNEL_GS_BASE)
1426                  *
1427                  * Linux zeros them in cpu_init() and in secondary_startup_64
1428                  * (for BSP).
1429                  */
1430                 loadsegment(es, 0);
1431                 loadsegment(ds, 0);
1432                 loadsegment(fs, 0);
1433 #else
1434                 /* PVH: TODO Implement. */
1435                 BUG();
1436 #endif
1437                 return; /* PVH does not need any PV GDT ops. */
1438         }
1439         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1440         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1441
1442         setup_stack_canary_segment(0);
1443         switch_to_new_gdt(0);
1444
1445         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1446         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1447 }
1448
1449 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1450 /*
1451  * A PV guest starts with default flags that are not set for PVH, set them
1452  * here asap.
1453  */
1454 static void xen_pvh_set_cr_flags(int cpu)
1455 {
1456
1457         /* Some of these are setup in 'secondary_startup_64'. The others:
1458          * X86_CR0_TS, X86_CR0_PE, X86_CR0_ET are set by Xen for HVM guests
1459          * (which PVH shared codepaths), while X86_CR0_PG is for PVH. */
1460         write_cr0(read_cr0() | X86_CR0_MP | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM);
1461
1462         if (!cpu)
1463                 return;
1464         /*
1465          * For BSP, PSE PGE are set in probe_page_size_mask(), for APs
1466          * set them here. For all, OSFXSR OSXMMEXCPT are set in fpu_init.
1467         */
1468         if (cpu_has_pse)
1469                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PSE);
1470
1471         if (cpu_has_pge)
1472                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PGE);
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Note, that it is ref - because the only caller of this after init
1477  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1478  * __init functions.
1479  */
1480 void __ref xen_pvh_secondary_vcpu_init(int cpu)
1481 {
1482         xen_setup_gdt(cpu);
1483         xen_pvh_set_cr_flags(cpu);
1484 }
1485
1486 static void __init xen_pvh_early_guest_init(void)
1487 {
1488         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1489                 return;
1490
1491         if (!xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1492                 return;
1493
1494         xen_have_vector_callback = 1;
1495
1496         xen_pvh_early_cpu_init(0, false);
1497         xen_pvh_set_cr_flags(0);
1498
1499 #ifdef CONFIG_X86_32
1500         BUG(); /* PVH: Implement proper support. */
1501 #endif
1502 }
1503 #endif    /* CONFIG_XEN_PVH */
1504
1505 /* First C function to be called on Xen boot */
1506 asmlinkage __visible void __init xen_start_kernel(void)
1507 {
1508         struct physdev_set_iopl set_iopl;
1509         unsigned long initrd_start = 0;
1510         int rc;
1511
1512         if (!xen_start_info)
1513                 return;
1514
1515         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1516
1517         xen_setup_features();
1518 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1519         xen_pvh_early_guest_init();
1520 #endif
1521         xen_setup_machphys_mapping();
1522
1523         /* Install Xen paravirt ops */
1524         pv_info = xen_info;
1525         pv_init_ops = xen_init_ops;
1526         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1527         if (!xen_pvh_domain()) {
1528                 pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1529
1530                 x86_platform.get_nmi_reason = xen_get_nmi_reason;
1531         }
1532
1533         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1534                 x86_init.resources.memory_setup = xen_auto_xlated_memory_setup;
1535         else
1536                 x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1537         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1538         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1539
1540         xen_init_time_ops();
1541
1542         /*
1543          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1544          */
1545
1546         xen_init_mmu_ops();
1547
1548         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1549         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1550
1551         /*
1552          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even
1553          * if CONFIG_HIGHPTE is enabled.
1554          */
1555         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
1556
1557         /* Work out if we support NX */
1558         x86_configure_nx();
1559
1560         /* Get mfn list */
1561         xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1562
1563         /*
1564          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1565          * -fstack-protector code can be executed.
1566          */
1567         xen_setup_gdt(0);
1568
1569         xen_init_irq_ops();
1570         xen_init_cpuid_mask();
1571
1572 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1573         /*
1574          * set up the basic apic ops.
1575          */
1576         xen_init_apic();
1577 #endif
1578
1579         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1580                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1581                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1582         }
1583
1584         machine_ops = xen_machine_ops;
1585
1586         /*
1587          * The only reliable way to retain the initial address of the
1588          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1589          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1590          */
1591         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1592
1593         xen_smp_init();
1594
1595 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1596         /*
1597          * The pages we from Xen are not related to machine pages, so
1598          * any NUMA information the kernel tries to get from ACPI will
1599          * be meaningless.  Prevent it from trying.
1600          */
1601         acpi_numa = -1;
1602 #endif
1603         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1604            possible map and a non-dummy shared_info. */
1605         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1606
1607         local_irq_disable();
1608         early_boot_irqs_disabled = true;
1609
1610         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1611         xen_setup_kernel_pagetable((pgd_t *)xen_start_info->pt_base, xen_start_info->nr_pages);
1612
1613         /*
1614          * Modify the cache mode translation tables to match Xen's PAT
1615          * configuration.
1616          */
1617
1618         pat_init_cache_modes();
1619
1620         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1621
1622 #ifdef CONFIG_X86_32
1623         pv_info.kernel_rpl = 1;
1624         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1625                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1626 #else
1627         pv_info.kernel_rpl = 0;
1628 #endif
1629         /* set the limit of our address space */
1630         xen_reserve_top();
1631
1632         /* PVH: runs at default kernel iopl of 0 */
1633         if (!xen_pvh_domain()) {
1634                 /*
1635                  * We used to do this in xen_arch_setup, but that is too late
1636                  * on AMD were early_cpu_init (run before ->arch_setup()) calls
1637                  * early_amd_init which pokes 0xcf8 port.
1638                  */
1639                 set_iopl.iopl = 1;
1640                 rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
1641                 if (rc != 0)
1642                         xen_raw_printk("physdev_op failed %d\n", rc);
1643         }
1644
1645 #ifdef CONFIG_X86_32
1646         /* set up basic CPUID stuff */
1647         cpu_detect(&new_cpu_data);
1648         set_cpu_cap(&new_cpu_data, X86_FEATURE_FPU);
1649         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1650         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1651 #endif
1652
1653         if (xen_start_info->mod_start) {
1654             if (xen_start_info->flags & SIF_MOD_START_PFN)
1655                 initrd_start = PFN_PHYS(xen_start_info->mod_start);
1656             else
1657                 initrd_start = __pa(xen_start_info->mod_start);
1658         }
1659
1660         /* Poke various useful things into boot_params */
1661         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1662         boot_params.hdr.ramdisk_image = initrd_start;
1663         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1664         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1665
1666         if (!xen_initial_domain()) {
1667                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1668                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1669                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1670                 if (pci_xen)
1671                         x86_init.pci.arch_init = pci_xen_init;
1672         } else {
1673                 const struct dom0_vga_console_info *info =
1674                         (void *)((char *)xen_start_info +
1675                                  xen_start_info->console.dom0.info_off);
1676                 struct xen_platform_op op = {
1677                         .cmd = XENPF_firmware_info,
1678                         .interface_version = XENPF_INTERFACE_VERSION,
1679                         .u.firmware_info.type = XEN_FW_KBD_SHIFT_FLAGS,
1680                 };
1681
1682                 xen_init_vga(info, xen_start_info->console.dom0.info_size);
1683                 xen_start_info->console.domU.mfn = 0;
1684                 xen_start_info->console.domU.evtchn = 0;
1685
1686                 if (HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0)
1687                         boot_params.kbd_status = op.u.firmware_info.u.kbd_shift_flags;
1688
1689                 /* Make sure ACS will be enabled */
1690                 pci_request_acs();
1691
1692                 xen_acpi_sleep_register();
1693
1694                 /* Avoid searching for BIOS MP tables */
1695                 x86_init.mpparse.find_smp_config = x86_init_noop;
1696                 x86_init.mpparse.get_smp_config = x86_init_uint_noop;
1697
1698                 xen_boot_params_init_edd();
1699         }
1700 #ifdef CONFIG_PCI
1701         /* PCI BIOS service won't work from a PV guest. */
1702         pci_probe &= ~PCI_PROBE_BIOS;
1703 #endif
1704         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1705
1706         xen_setup_runstate_info(0);
1707
1708         xen_efi_init();
1709
1710         /* Start the world */
1711 #ifdef CONFIG_X86_32
1712         i386_start_kernel();
1713 #else
1714         cr4_init_shadow(); /* 32b kernel does this in i386_start_kernel() */
1715         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1716 #endif
1717 }
1718
1719 void __ref xen_hvm_init_shared_info(void)
1720 {
1721         int cpu;
1722         struct xen_add_to_physmap xatp;
1723         static struct shared_info *shared_info_page = 0;
1724
1725         if (!shared_info_page)
1726                 shared_info_page = (struct shared_info *)
1727                         extend_brk(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1728         xatp.domid = DOMID_SELF;
1729         xatp.idx = 0;
1730         xatp.space = XENMAPSPACE_shared_info;
1731         xatp.gpfn = __pa(shared_info_page) >> PAGE_SHIFT;
1732         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_add_to_physmap, &xatp))
1733                 BUG();
1734
1735         HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)shared_info_page;
1736
1737         /* xen_vcpu is a pointer to the vcpu_info struct in the shared_info
1738          * page, we use it in the event channel upcall and in some pvclock
1739          * related functions. We don't need the vcpu_info placement
1740          * optimizations because we don't use any pv_mmu or pv_irq op on
1741          * HVM.
1742          * When xen_hvm_init_shared_info is run at boot time only vcpu 0 is
1743          * online but xen_hvm_init_shared_info is run at resume time too and
1744          * in that case multiple vcpus might be online. */
1745         for_each_online_cpu(cpu) {
1746                 /* Leave it to be NULL. */
1747                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
1748                         continue;
1749                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
1750         }
1751 }
1752
1753 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1754 static void __init init_hvm_pv_info(void)
1755 {
1756         int major, minor;
1757         uint32_t eax, ebx, ecx, edx, pages, msr, base;
1758         u64 pfn;
1759
1760         base = xen_cpuid_base();
1761         cpuid(base + 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1762
1763         major = eax >> 16;
1764         minor = eax & 0xffff;
1765         printk(KERN_INFO "Xen version %d.%d.\n", major, minor);
1766
1767         cpuid(base + 2, &pages, &msr, &ecx, &edx);
1768
1769         pfn = __pa(hypercall_page);
1770         wrmsr_safe(msr, (u32)pfn, (u32)(pfn >> 32));
1771
1772         xen_setup_features();
1773
1774         pv_info.name = "Xen HVM";
1775
1776         xen_domain_type = XEN_HVM_DOMAIN;
1777 }
1778
1779 static int xen_hvm_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
1780                               void *hcpu)
1781 {
1782         int cpu = (long)hcpu;
1783         switch (action) {
1784         case CPU_UP_PREPARE:
1785                 xen_vcpu_setup(cpu);
1786                 if (xen_have_vector_callback) {
1787                         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_safe_pvclock))
1788                                 xen_setup_timer(cpu);
1789                 }
1790                 break;
1791         default:
1792                 break;
1793         }
1794         return NOTIFY_OK;
1795 }
1796
1797 static struct notifier_block xen_hvm_cpu_notifier = {
1798         .notifier_call  = xen_hvm_cpu_notify,
1799 };
1800
1801 static void __init xen_hvm_guest_init(void)
1802 {
1803         if (xen_pv_domain())
1804                 return;
1805
1806         init_hvm_pv_info();
1807
1808         xen_hvm_init_shared_info();
1809
1810         xen_panic_handler_init();
1811
1812         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1813                 xen_have_vector_callback = 1;
1814         xen_hvm_smp_init();
1815         register_cpu_notifier(&xen_hvm_cpu_notifier);
1816         xen_unplug_emulated_devices();
1817         x86_init.irqs.intr_init = xen_init_IRQ;
1818         xen_hvm_init_time_ops();
1819         xen_hvm_init_mmu_ops();
1820 }
1821 #endif
1822
1823 static bool xen_nopv = false;
1824 static __init int xen_parse_nopv(char *arg)
1825 {
1826        xen_nopv = true;
1827        return 0;
1828 }
1829 early_param("xen_nopv", xen_parse_nopv);
1830
1831 static uint32_t __init xen_platform(void)
1832 {
1833         if (xen_nopv)
1834                 return 0;
1835
1836         return xen_cpuid_base();
1837 }
1838
1839 bool xen_hvm_need_lapic(void)
1840 {
1841         if (xen_nopv)
1842                 return false;
1843         if (xen_pv_domain())
1844                 return false;
1845         if (!xen_hvm_domain())
1846                 return false;
1847         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs) && xen_have_vector_callback)
1848                 return false;
1849         return true;
1850 }
1851 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_hvm_need_lapic);
1852
1853 static void xen_set_cpu_features(struct cpuinfo_x86 *c)
1854 {
1855         if (xen_pv_domain())
1856                 clear_cpu_bug(c, X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS);
1857 }
1858
1859 const struct hypervisor_x86 x86_hyper_xen = {
1860         .name                   = "Xen",
1861         .detect                 = xen_platform,
1862 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1863         .init_platform          = xen_hvm_guest_init,
1864 #endif
1865         .x2apic_available       = xen_x2apic_para_available,
1866         .set_cpu_features       = xen_set_cpu_features,
1867 };
1868 EXPORT_SYMBOL(x86_hyper_xen);