GNU Linux-libre 4.4.290-gnu1
[releases.git] / arch / x86 / xen / enlighten.c
1 /*
2  * Core of Xen paravirt_ops implementation.
3  *
4  * This file contains the xen_paravirt_ops structure itself, and the
5  * implementations for:
6  * - privileged instructions
7  * - interrupt flags
8  * - segment operations
9  * - booting and setup
10  *
11  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
12  */
13
14 #include <linux/cpu.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/smp.h>
18 #include <linux/preempt.h>
19 #include <linux/hardirq.h>
20 #include <linux/percpu.h>
21 #include <linux/delay.h>
22 #include <linux/start_kernel.h>
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/kprobes.h>
25 #include <linux/bootmem.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/page-flags.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30 #include <linux/console.h>
31 #include <linux/pci.h>
32 #include <linux/gfp.h>
33 #include <linux/memblock.h>
34 #include <linux/edd.h>
35
36 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
37 #include <linux/kexec.h>
38 #endif
39
40 #include <xen/xen.h>
41 #include <xen/events.h>
42 #include <xen/interface/xen.h>
43 #include <xen/interface/version.h>
44 #include <xen/interface/physdev.h>
45 #include <xen/interface/vcpu.h>
46 #include <xen/interface/memory.h>
47 #include <xen/interface/nmi.h>
48 #include <xen/interface/xen-mca.h>
49 #include <xen/features.h>
50 #include <xen/page.h>
51 #include <xen/hvm.h>
52 #include <xen/hvc-console.h>
53 #include <xen/acpi.h>
54
55 #include <asm/paravirt.h>
56 #include <asm/apic.h>
57 #include <asm/page.h>
58 #include <asm/xen/pci.h>
59 #include <asm/xen/hypercall.h>
60 #include <asm/xen/hypervisor.h>
61 #include <asm/fixmap.h>
62 #include <asm/processor.h>
63 #include <asm/proto.h>
64 #include <asm/msr-index.h>
65 #include <asm/traps.h>
66 #include <asm/setup.h>
67 #include <asm/desc.h>
68 #include <asm/pgalloc.h>
69 #include <asm/pgtable.h>
70 #include <asm/tlbflush.h>
71 #include <asm/reboot.h>
72 #include <asm/stackprotector.h>
73 #include <asm/hypervisor.h>
74 #include <asm/mach_traps.h>
75 #include <asm/mwait.h>
76 #include <asm/pci_x86.h>
77 #include <asm/cpu.h>
78
79 #ifdef CONFIG_ACPI
80 #include <linux/acpi.h>
81 #include <asm/acpi.h>
82 #include <acpi/pdc_intel.h>
83 #include <acpi/processor.h>
84 #include <xen/interface/platform.h>
85 #endif
86
87 #include "xen-ops.h"
88 #include "mmu.h"
89 #include "smp.h"
90 #include "multicalls.h"
91 #include "pmu.h"
92
93 EXPORT_SYMBOL_GPL(hypercall_page);
94
95 /*
96  * Pointer to the xen_vcpu_info structure or
97  * &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu]. See xen_hvm_init_shared_info
98  * and xen_vcpu_setup for details. By default it points to share_info->vcpu_info
99  * but if the hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info then it can point
100  * to xen_vcpu_info. The pointer is used in __xen_evtchn_do_upcall to
101  * acknowledge pending events.
102  * Also more subtly it is used by the patched version of irq enable/disable
103  * e.g. xen_irq_enable_direct and xen_iret in PV mode.
104  *
105  * The desire to be able to do those mask/unmask operations as a single
106  * instruction by using the per-cpu offset held in %gs is the real reason
107  * vcpu info is in a per-cpu pointer and the original reason for this
108  * hypercall.
109  *
110  */
111 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info *, xen_vcpu);
112
113 /*
114  * Per CPU pages used if hypervisor supports VCPUOP_register_vcpu_info
115  * hypercall. This can be used both in PV and PVHVM mode. The structure
116  * overrides the default per_cpu(xen_vcpu, cpu) value.
117  */
118 DEFINE_PER_CPU(struct vcpu_info, xen_vcpu_info);
119
120 enum xen_domain_type xen_domain_type = XEN_NATIVE;
121 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_domain_type);
122
123 unsigned long *machine_to_phys_mapping = (void *)MACH2PHYS_VIRT_START;
124 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_mapping);
125 unsigned long  machine_to_phys_nr;
126 EXPORT_SYMBOL(machine_to_phys_nr);
127
128 struct start_info *xen_start_info;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_start_info);
130
131 struct shared_info xen_dummy_shared_info;
132
133 void *xen_initial_gdt;
134
135 RESERVE_BRK(shared_info_page_brk, PAGE_SIZE);
136 __read_mostly int xen_have_vector_callback;
137 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_have_vector_callback);
138
139 /*
140  * Point at some empty memory to start with. We map the real shared_info
141  * page as soon as fixmap is up and running.
142  */
143 struct shared_info *HYPERVISOR_shared_info = &xen_dummy_shared_info;
144
145 /*
146  * Flag to determine whether vcpu info placement is available on all
147  * VCPUs.  We assume it is to start with, and then set it to zero on
148  * the first failure.  This is because it can succeed on some VCPUs
149  * and not others, since it can involve hypervisor memory allocation,
150  * or because the guest failed to guarantee all the appropriate
151  * constraints on all VCPUs (ie buffer can't cross a page boundary).
152  *
153  * Note that any particular CPU may be using a placed vcpu structure,
154  * but we can only optimise if the all are.
155  *
156  * 0: not available, 1: available
157  */
158 static int have_vcpu_info_placement = 1;
159
160 struct tls_descs {
161         struct desc_struct desc[3];
162 };
163
164 /*
165  * Updating the 3 TLS descriptors in the GDT on every task switch is
166  * surprisingly expensive so we avoid updating them if they haven't
167  * changed.  Since Xen writes different descriptors than the one
168  * passed in the update_descriptor hypercall we keep shadow copies to
169  * compare against.
170  */
171 static DEFINE_PER_CPU(struct tls_descs, shadow_tls_desc);
172
173 static void clamp_max_cpus(void)
174 {
175 #ifdef CONFIG_SMP
176         if (setup_max_cpus > MAX_VIRT_CPUS)
177                 setup_max_cpus = MAX_VIRT_CPUS;
178 #endif
179 }
180
181 static void xen_vcpu_setup(int cpu)
182 {
183         struct vcpu_register_vcpu_info info;
184         int err;
185         struct vcpu_info *vcpup;
186
187         BUG_ON(HYPERVISOR_shared_info == &xen_dummy_shared_info);
188
189         /*
190          * This path is called twice on PVHVM - first during bootup via
191          * smp_init -> xen_hvm_cpu_notify, and then if the VCPU is being
192          * hotplugged: cpu_up -> xen_hvm_cpu_notify.
193          * As we can only do the VCPUOP_register_vcpu_info once lets
194          * not over-write its result.
195          *
196          * For PV it is called during restore (xen_vcpu_restore) and bootup
197          * (xen_setup_vcpu_info_placement). The hotplug mechanism does not
198          * use this function.
199          */
200         if (xen_hvm_domain()) {
201                 if (per_cpu(xen_vcpu, cpu) == &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu))
202                         return;
203         }
204         if (cpu < MAX_VIRT_CPUS)
205                 per_cpu(xen_vcpu,cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
206
207         if (!have_vcpu_info_placement) {
208                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
209                         clamp_max_cpus();
210                 return;
211         }
212
213         vcpup = &per_cpu(xen_vcpu_info, cpu);
214         info.mfn = arbitrary_virt_to_mfn(vcpup);
215         info.offset = offset_in_page(vcpup);
216
217         /* Check to see if the hypervisor will put the vcpu_info
218            structure where we want it, which allows direct access via
219            a percpu-variable.
220            N.B. This hypercall can _only_ be called once per CPU. Subsequent
221            calls will error out with -EINVAL. This is due to the fact that
222            hypervisor has no unregister variant and this hypercall does not
223            allow to over-write info.mfn and info.offset.
224          */
225         err = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_register_vcpu_info, cpu, &info);
226
227         if (err) {
228                 printk(KERN_DEBUG "register_vcpu_info failed: err=%d\n", err);
229                 have_vcpu_info_placement = 0;
230                 clamp_max_cpus();
231         } else {
232                 /* This cpu is using the registered vcpu info, even if
233                    later ones fail to. */
234                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = vcpup;
235         }
236 }
237
238 /*
239  * On restore, set the vcpu placement up again.
240  * If it fails, then we're in a bad state, since
241  * we can't back out from using it...
242  */
243 void xen_vcpu_restore(void)
244 {
245         int cpu;
246
247         for_each_possible_cpu(cpu) {
248                 bool other_cpu = (cpu != smp_processor_id());
249                 bool is_up = HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_is_up, cpu, NULL);
250
251                 if (other_cpu && is_up &&
252                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, cpu, NULL))
253                         BUG();
254
255                 xen_setup_runstate_info(cpu);
256
257                 if (have_vcpu_info_placement)
258                         xen_vcpu_setup(cpu);
259
260                 if (other_cpu && is_up &&
261                     HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL))
262                         BUG();
263         }
264 }
265
266 static void __init xen_banner(void)
267 {
268         unsigned version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
269         struct xen_extraversion extra;
270         HYPERVISOR_xen_version(XENVER_extraversion, &extra);
271
272         pr_info("Booting paravirtualized kernel %son %s\n",
273                 xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap) ?
274                         "with PVH extensions " : "", pv_info.name);
275         printk(KERN_INFO "Xen version: %d.%d%s%s\n",
276                version >> 16, version & 0xffff, extra.extraversion,
277                xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad) ? " (preserve-AD)" : "");
278 }
279 /* Check if running on Xen version (major, minor) or later */
280 bool
281 xen_running_on_version_or_later(unsigned int major, unsigned int minor)
282 {
283         unsigned int version;
284
285         if (!xen_domain())
286                 return false;
287
288         version = HYPERVISOR_xen_version(XENVER_version, NULL);
289         if ((((version >> 16) == major) && ((version & 0xffff) >= minor)) ||
290                 ((version >> 16) > major))
291                 return true;
292         return false;
293 }
294
295 #define CPUID_THERM_POWER_LEAF 6
296 #define APERFMPERF_PRESENT 0
297
298 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_edx_mask = ~0;
299 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_mask = ~0;
300
301 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
302 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_ecx_val;
303 static __read_mostly unsigned int cpuid_leaf5_edx_val;
304
305 static void xen_cpuid(unsigned int *ax, unsigned int *bx,
306                       unsigned int *cx, unsigned int *dx)
307 {
308         unsigned maskebx = ~0;
309         unsigned maskecx = ~0;
310         unsigned maskedx = ~0;
311         unsigned setecx = 0;
312         /*
313          * Mask out inconvenient features, to try and disable as many
314          * unsupported kernel subsystems as possible.
315          */
316         switch (*ax) {
317         case 1:
318                 maskecx = cpuid_leaf1_ecx_mask;
319                 setecx = cpuid_leaf1_ecx_set_mask;
320                 maskedx = cpuid_leaf1_edx_mask;
321                 break;
322
323         case CPUID_MWAIT_LEAF:
324                 /* Synthesize the values.. */
325                 *ax = 0;
326                 *bx = 0;
327                 *cx = cpuid_leaf5_ecx_val;
328                 *dx = cpuid_leaf5_edx_val;
329                 return;
330
331         case CPUID_THERM_POWER_LEAF:
332                 /* Disabling APERFMPERF for kernel usage */
333                 maskecx = ~(1 << APERFMPERF_PRESENT);
334                 break;
335
336         case 0xb:
337                 /* Suppress extended topology stuff */
338                 maskebx = 0;
339                 break;
340         }
341
342         asm(XEN_EMULATE_PREFIX "cpuid"
343                 : "=a" (*ax),
344                   "=b" (*bx),
345                   "=c" (*cx),
346                   "=d" (*dx)
347                 : "0" (*ax), "2" (*cx));
348
349         *bx &= maskebx;
350         *cx &= maskecx;
351         *cx |= setecx;
352         *dx &= maskedx;
353
354 }
355
356 static bool __init xen_check_mwait(void)
357 {
358 #ifdef CONFIG_ACPI
359         struct xen_platform_op op = {
360                 .cmd                    = XENPF_set_processor_pminfo,
361                 .u.set_pminfo.id        = -1,
362                 .u.set_pminfo.type      = XEN_PM_PDC,
363         };
364         uint32_t buf[3];
365         unsigned int ax, bx, cx, dx;
366         unsigned int mwait_mask;
367
368         /* We need to determine whether it is OK to expose the MWAIT
369          * capability to the kernel to harvest deeper than C3 states from ACPI
370          * _CST using the processor_harvest_xen.c module. For this to work, we
371          * need to gather the MWAIT_LEAF values (which the cstate.c code
372          * checks against). The hypervisor won't expose the MWAIT flag because
373          * it would break backwards compatibility; so we will find out directly
374          * from the hardware and hypercall.
375          */
376         if (!xen_initial_domain())
377                 return false;
378
379         /*
380          * When running under platform earlier than Xen4.2, do not expose
381          * mwait, to avoid the risk of loading native acpi pad driver
382          */
383         if (!xen_running_on_version_or_later(4, 2))
384                 return false;
385
386         ax = 1;
387         cx = 0;
388
389         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
390
391         mwait_mask = (1 << (X86_FEATURE_EST % 32)) |
392                      (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
393
394         if ((cx & mwait_mask) != mwait_mask)
395                 return false;
396
397         /* We need to emulate the MWAIT_LEAF and for that we need both
398          * ecx and edx. The hypercall provides only partial information.
399          */
400
401         ax = CPUID_MWAIT_LEAF;
402         bx = 0;
403         cx = 0;
404         dx = 0;
405
406         native_cpuid(&ax, &bx, &cx, &dx);
407
408         /* Ask the Hypervisor whether to clear ACPI_PDC_C_C2C3_FFH. If so,
409          * don't expose MWAIT_LEAF and let ACPI pick the IOPORT version of C3.
410          */
411         buf[0] = ACPI_PDC_REVISION_ID;
412         buf[1] = 1;
413         buf[2] = (ACPI_PDC_C_CAPABILITY_SMP | ACPI_PDC_EST_CAPABILITY_SWSMP);
414
415         set_xen_guest_handle(op.u.set_pminfo.pdc, buf);
416
417         if ((HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0) &&
418             (buf[2] & (ACPI_PDC_C_C1_FFH | ACPI_PDC_C_C2C3_FFH))) {
419                 cpuid_leaf5_ecx_val = cx;
420                 cpuid_leaf5_edx_val = dx;
421         }
422         return true;
423 #else
424         return false;
425 #endif
426 }
427 static void __init xen_init_cpuid_mask(void)
428 {
429         unsigned int ax, bx, cx, dx;
430         unsigned int xsave_mask;
431
432         cpuid_leaf1_edx_mask =
433                 ~((1 << X86_FEATURE_MTRR) |  /* disable MTRR */
434                   (1 << X86_FEATURE_ACC));   /* thermal monitoring */
435
436         /*
437          * Xen PV would need some work to support PCID: CR3 handling as well
438          * as xen_flush_tlb_others() would need updating.
439          */
440         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_PCID % 32));  /* disable PCID */
441
442         if (!xen_initial_domain())
443                 cpuid_leaf1_edx_mask &=
444                         ~((1 << X86_FEATURE_ACPI));  /* disable ACPI */
445
446         cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~(1 << (X86_FEATURE_X2APIC % 32));
447
448         ax = 1;
449         cx = 0;
450         cpuid(1, &ax, &bx, &cx, &dx);
451
452         xsave_mask =
453                 (1 << (X86_FEATURE_XSAVE % 32)) |
454                 (1 << (X86_FEATURE_OSXSAVE % 32));
455
456         /* Xen will set CR4.OSXSAVE if supported and not disabled by force */
457         if ((cx & xsave_mask) != xsave_mask)
458                 cpuid_leaf1_ecx_mask &= ~xsave_mask; /* disable XSAVE & OSXSAVE */
459         if (xen_check_mwait())
460                 cpuid_leaf1_ecx_set_mask = (1 << (X86_FEATURE_MWAIT % 32));
461 }
462
463 static void __init xen_init_capabilities(void)
464 {
465         if (xen_pv_domain())
466                 setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_XENPV);
467 }
468
469 static void xen_set_debugreg(int reg, unsigned long val)
470 {
471         HYPERVISOR_set_debugreg(reg, val);
472 }
473
474 static unsigned long xen_get_debugreg(int reg)
475 {
476         return HYPERVISOR_get_debugreg(reg);
477 }
478
479 static void xen_end_context_switch(struct task_struct *next)
480 {
481         xen_mc_flush();
482         paravirt_end_context_switch(next);
483 }
484
485 static unsigned long xen_store_tr(void)
486 {
487         return 0;
488 }
489
490 /*
491  * Set the page permissions for a particular virtual address.  If the
492  * address is a vmalloc mapping (or other non-linear mapping), then
493  * find the linear mapping of the page and also set its protections to
494  * match.
495  */
496 static void set_aliased_prot(void *v, pgprot_t prot)
497 {
498         int level;
499         pte_t *ptep;
500         pte_t pte;
501         unsigned long pfn;
502         struct page *page;
503         unsigned char dummy;
504
505         ptep = lookup_address((unsigned long)v, &level);
506         BUG_ON(ptep == NULL);
507
508         pfn = pte_pfn(*ptep);
509         page = pfn_to_page(pfn);
510
511         pte = pfn_pte(pfn, prot);
512
513         /*
514          * Careful: update_va_mapping() will fail if the virtual address
515          * we're poking isn't populated in the page tables.  We don't
516          * need to worry about the direct map (that's always in the page
517          * tables), but we need to be careful about vmap space.  In
518          * particular, the top level page table can lazily propagate
519          * entries between processes, so if we've switched mms since we
520          * vmapped the target in the first place, we might not have the
521          * top-level page table entry populated.
522          *
523          * We disable preemption because we want the same mm active when
524          * we probe the target and when we issue the hypercall.  We'll
525          * have the same nominal mm, but if we're a kernel thread, lazy
526          * mm dropping could change our pgd.
527          *
528          * Out of an abundance of caution, this uses __get_user() to fault
529          * in the target address just in case there's some obscure case
530          * in which the target address isn't readable.
531          */
532
533         preempt_disable();
534
535         pagefault_disable();    /* Avoid warnings due to being atomic. */
536         __get_user(dummy, (unsigned char __user __force *)v);
537         pagefault_enable();
538
539         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)v, pte, 0))
540                 BUG();
541
542         if (!PageHighMem(page)) {
543                 void *av = __va(PFN_PHYS(pfn));
544
545                 if (av != v)
546                         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)av, pte, 0))
547                                 BUG();
548         } else
549                 kmap_flush_unused();
550
551         preempt_enable();
552 }
553
554 static void xen_alloc_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
555 {
556         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
557         int i;
558
559         /*
560          * We need to mark the all aliases of the LDT pages RO.  We
561          * don't need to call vm_flush_aliases(), though, since that's
562          * only responsible for flushing aliases out the TLBs, not the
563          * page tables, and Xen will flush the TLB for us if needed.
564          *
565          * To avoid confusing future readers: none of this is necessary
566          * to load the LDT.  The hypervisor only checks this when the
567          * LDT is faulted in due to subsequent descriptor access.
568          */
569
570         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
571                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL_RO);
572 }
573
574 static void xen_free_ldt(struct desc_struct *ldt, unsigned entries)
575 {
576         const unsigned entries_per_page = PAGE_SIZE / LDT_ENTRY_SIZE;
577         int i;
578
579         for(i = 0; i < entries; i += entries_per_page)
580                 set_aliased_prot(ldt + i, PAGE_KERNEL);
581 }
582
583 static void xen_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
584 {
585         struct mmuext_op *op;
586         struct multicall_space mcs = xen_mc_entry(sizeof(*op));
587
588         trace_xen_cpu_set_ldt(addr, entries);
589
590         op = mcs.args;
591         op->cmd = MMUEXT_SET_LDT;
592         op->arg1.linear_addr = (unsigned long)addr;
593         op->arg2.nr_ents = entries;
594
595         MULTI_mmuext_op(mcs.mc, op, 1, NULL, DOMID_SELF);
596
597         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
598 }
599
600 static void xen_load_gdt(const struct desc_ptr *dtr)
601 {
602         unsigned long va = dtr->address;
603         unsigned int size = dtr->size + 1;
604         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
605         unsigned long frames[pages];
606         int f;
607
608         /*
609          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
610          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
611          */
612
613         BUG_ON(size > 65536);
614         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
615
616         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
617                 int level;
618                 pte_t *ptep;
619                 unsigned long pfn, mfn;
620                 void *virt;
621
622                 /*
623                  * The GDT is per-cpu and is in the percpu data area.
624                  * That can be virtually mapped, so we need to do a
625                  * page-walk to get the underlying MFN for the
626                  * hypercall.  The page can also be in the kernel's
627                  * linear range, so we need to RO that mapping too.
628                  */
629                 ptep = lookup_address(va, &level);
630                 BUG_ON(ptep == NULL);
631
632                 pfn = pte_pfn(*ptep);
633                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
634                 virt = __va(PFN_PHYS(pfn));
635
636                 frames[f] = mfn;
637
638                 make_lowmem_page_readonly((void *)va);
639                 make_lowmem_page_readonly(virt);
640         }
641
642         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
643                 BUG();
644 }
645
646 /*
647  * load_gdt for early boot, when the gdt is only mapped once
648  */
649 static void __init xen_load_gdt_boot(const struct desc_ptr *dtr)
650 {
651         unsigned long va = dtr->address;
652         unsigned int size = dtr->size + 1;
653         unsigned pages = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
654         unsigned long frames[pages];
655         int f;
656
657         /*
658          * A GDT can be up to 64k in size, which corresponds to 8192
659          * 8-byte entries, or 16 4k pages..
660          */
661
662         BUG_ON(size > 65536);
663         BUG_ON(va & ~PAGE_MASK);
664
665         for (f = 0; va < dtr->address + size; va += PAGE_SIZE, f++) {
666                 pte_t pte;
667                 unsigned long pfn, mfn;
668
669                 pfn = virt_to_pfn(va);
670                 mfn = pfn_to_mfn(pfn);
671
672                 pte = pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_RO);
673
674                 if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)va, pte, 0))
675                         BUG();
676
677                 frames[f] = mfn;
678         }
679
680         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, size / sizeof(struct desc_struct)))
681                 BUG();
682 }
683
684 static inline bool desc_equal(const struct desc_struct *d1,
685                               const struct desc_struct *d2)
686 {
687         return d1->a == d2->a && d1->b == d2->b;
688 }
689
690 static void load_TLS_descriptor(struct thread_struct *t,
691                                 unsigned int cpu, unsigned int i)
692 {
693         struct desc_struct *shadow = &per_cpu(shadow_tls_desc, cpu).desc[i];
694         struct desc_struct *gdt;
695         xmaddr_t maddr;
696         struct multicall_space mc;
697
698         if (desc_equal(shadow, &t->tls_array[i]))
699                 return;
700
701         *shadow = t->tls_array[i];
702
703         gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
704         maddr = arbitrary_virt_to_machine(&gdt[GDT_ENTRY_TLS_MIN+i]);
705         mc = __xen_mc_entry(0);
706
707         MULTI_update_descriptor(mc.mc, maddr.maddr, t->tls_array[i]);
708 }
709
710 static void xen_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
711 {
712         /*
713          * XXX sleazy hack: If we're being called in a lazy-cpu zone
714          * and lazy gs handling is enabled, it means we're in a
715          * context switch, and %gs has just been saved.  This means we
716          * can zero it out to prevent faults on exit from the
717          * hypervisor if the next process has no %gs.  Either way, it
718          * has been saved, and the new value will get loaded properly.
719          * This will go away as soon as Xen has been modified to not
720          * save/restore %gs for normal hypercalls.
721          *
722          * On x86_64, this hack is not used for %gs, because gs points
723          * to KERNEL_GS_BASE (and uses it for PDA references), so we
724          * must not zero %gs on x86_64
725          *
726          * For x86_64, we need to zero %fs, otherwise we may get an
727          * exception between the new %fs descriptor being loaded and
728          * %fs being effectively cleared at __switch_to().
729          */
730         if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_CPU) {
731 #ifdef CONFIG_X86_32
732                 lazy_load_gs(0);
733 #else
734                 loadsegment(fs, 0);
735 #endif
736         }
737
738         xen_mc_batch();
739
740         load_TLS_descriptor(t, cpu, 0);
741         load_TLS_descriptor(t, cpu, 1);
742         load_TLS_descriptor(t, cpu, 2);
743
744         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
745 }
746
747 #ifdef CONFIG_X86_64
748 static void xen_load_gs_index(unsigned int idx)
749 {
750         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_USER_SEL, idx))
751                 BUG();
752 }
753 #endif
754
755 static void xen_write_ldt_entry(struct desc_struct *dt, int entrynum,
756                                 const void *ptr)
757 {
758         xmaddr_t mach_lp = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entrynum]);
759         u64 entry = *(u64 *)ptr;
760
761         trace_xen_cpu_write_ldt_entry(dt, entrynum, entry);
762
763         preempt_disable();
764
765         xen_mc_flush();
766         if (HYPERVISOR_update_descriptor(mach_lp.maddr, entry))
767                 BUG();
768
769         preempt_enable();
770 }
771
772 static int cvt_gate_to_trap(int vector, const gate_desc *val,
773                             struct trap_info *info)
774 {
775         unsigned long addr;
776
777         if (val->type != GATE_TRAP && val->type != GATE_INTERRUPT)
778                 return 0;
779
780         info->vector = vector;
781
782         addr = gate_offset(*val);
783 #ifdef CONFIG_X86_64
784         /*
785          * Look for known traps using IST, and substitute them
786          * appropriately.  The debugger ones are the only ones we care
787          * about.  Xen will handle faults like double_fault,
788          * so we should never see them.  Warn if
789          * there's an unexpected IST-using fault handler.
790          */
791         if (addr == (unsigned long)debug)
792                 addr = (unsigned long)xen_debug;
793         else if (addr == (unsigned long)int3)
794                 addr = (unsigned long)xen_int3;
795         else if (addr == (unsigned long)stack_segment)
796                 addr = (unsigned long)xen_stack_segment;
797         else if (addr == (unsigned long)double_fault) {
798                 /* Don't need to handle these */
799                 return 0;
800 #ifdef CONFIG_X86_MCE
801         } else if (addr == (unsigned long)machine_check) {
802                 /*
803                  * when xen hypervisor inject vMCE to guest,
804                  * use native mce handler to handle it
805                  */
806                 ;
807 #endif
808         } else if (addr == (unsigned long)nmi)
809                 /*
810                  * Use the native version as well.
811                  */
812                 ;
813         else {
814                 /* Some other trap using IST? */
815                 if (WARN_ON(val->ist != 0))
816                         return 0;
817         }
818 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
819         info->address = addr;
820
821         info->cs = gate_segment(*val);
822         info->flags = val->dpl;
823         /* interrupt gates clear IF */
824         if (val->type == GATE_INTERRUPT)
825                 info->flags |= 1 << 2;
826
827         return 1;
828 }
829
830 /* Locations of each CPU's IDT */
831 static DEFINE_PER_CPU(struct desc_ptr, idt_desc);
832
833 /* Set an IDT entry.  If the entry is part of the current IDT, then
834    also update Xen. */
835 static void xen_write_idt_entry(gate_desc *dt, int entrynum, const gate_desc *g)
836 {
837         unsigned long p = (unsigned long)&dt[entrynum];
838         unsigned long start, end;
839
840         trace_xen_cpu_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
841
842         preempt_disable();
843
844         start = __this_cpu_read(idt_desc.address);
845         end = start + __this_cpu_read(idt_desc.size) + 1;
846
847         xen_mc_flush();
848
849         native_write_idt_entry(dt, entrynum, g);
850
851         if (p >= start && (p + 8) <= end) {
852                 struct trap_info info[2];
853
854                 info[1].address = 0;
855
856                 if (cvt_gate_to_trap(entrynum, g, &info[0]))
857                         if (HYPERVISOR_set_trap_table(info))
858                                 BUG();
859         }
860
861         preempt_enable();
862 }
863
864 static unsigned xen_convert_trap_info(const struct desc_ptr *desc,
865                                       struct trap_info *traps, bool full)
866 {
867         unsigned in, out, count;
868
869         count = (desc->size+1) / sizeof(gate_desc);
870         BUG_ON(count > 256);
871
872         for (in = out = 0; in < count; in++) {
873                 gate_desc *entry = (gate_desc*)(desc->address) + in;
874
875                 if (cvt_gate_to_trap(in, entry, &traps[out]) || full)
876                         out++;
877         }
878
879         return out;
880 }
881
882 void xen_copy_trap_info(struct trap_info *traps)
883 {
884         const struct desc_ptr *desc = this_cpu_ptr(&idt_desc);
885
886         xen_convert_trap_info(desc, traps, true);
887 }
888
889 /* Load a new IDT into Xen.  In principle this can be per-CPU, so we
890    hold a spinlock to protect the static traps[] array (static because
891    it avoids allocation, and saves stack space). */
892 static void xen_load_idt(const struct desc_ptr *desc)
893 {
894         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
895         static struct trap_info traps[257];
896         unsigned out;
897
898         trace_xen_cpu_load_idt(desc);
899
900         spin_lock(&lock);
901
902         memcpy(this_cpu_ptr(&idt_desc), desc, sizeof(idt_desc));
903
904         out = xen_convert_trap_info(desc, traps, false);
905         memset(&traps[out], 0, sizeof(traps[0]));
906
907         xen_mc_flush();
908         if (HYPERVISOR_set_trap_table(traps))
909                 BUG();
910
911         spin_unlock(&lock);
912 }
913
914 /* Write a GDT descriptor entry.  Ignore LDT descriptors, since
915    they're handled differently. */
916 static void xen_write_gdt_entry(struct desc_struct *dt, int entry,
917                                 const void *desc, int type)
918 {
919         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
920
921         preempt_disable();
922
923         switch (type) {
924         case DESC_LDT:
925         case DESC_TSS:
926                 /* ignore */
927                 break;
928
929         default: {
930                 xmaddr_t maddr = arbitrary_virt_to_machine(&dt[entry]);
931
932                 xen_mc_flush();
933                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
934                         BUG();
935         }
936
937         }
938
939         preempt_enable();
940 }
941
942 /*
943  * Version of write_gdt_entry for use at early boot-time needed to
944  * update an entry as simply as possible.
945  */
946 static void __init xen_write_gdt_entry_boot(struct desc_struct *dt, int entry,
947                                             const void *desc, int type)
948 {
949         trace_xen_cpu_write_gdt_entry(dt, entry, desc, type);
950
951         switch (type) {
952         case DESC_LDT:
953         case DESC_TSS:
954                 /* ignore */
955                 break;
956
957         default: {
958                 xmaddr_t maddr = virt_to_machine(&dt[entry]);
959
960                 if (HYPERVISOR_update_descriptor(maddr.maddr, *(u64 *)desc))
961                         dt[entry] = *(struct desc_struct *)desc;
962         }
963
964         }
965 }
966
967 static void xen_load_sp0(struct tss_struct *tss,
968                          struct thread_struct *thread)
969 {
970         struct multicall_space mcs;
971
972         mcs = xen_mc_entry(0);
973         MULTI_stack_switch(mcs.mc, __KERNEL_DS, thread->sp0);
974         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
975         tss->x86_tss.sp0 = thread->sp0;
976 }
977
978 void xen_set_iopl_mask(unsigned mask)
979 {
980         struct physdev_set_iopl set_iopl;
981
982         /* Force the change at ring 0. */
983         set_iopl.iopl = (mask == 0) ? 1 : (mask >> 12) & 3;
984         HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
985 }
986
987 static void xen_io_delay(void)
988 {
989 }
990
991 static void xen_clts(void)
992 {
993         struct multicall_space mcs;
994
995         mcs = xen_mc_entry(0);
996
997         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, 0);
998
999         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1000 }
1001
1002 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, xen_cr0_value);
1003
1004 static unsigned long xen_read_cr0(void)
1005 {
1006         unsigned long cr0 = this_cpu_read(xen_cr0_value);
1007
1008         if (unlikely(cr0 == 0)) {
1009                 cr0 = native_read_cr0();
1010                 this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
1011         }
1012
1013         return cr0;
1014 }
1015
1016 static void xen_write_cr0(unsigned long cr0)
1017 {
1018         struct multicall_space mcs;
1019
1020         this_cpu_write(xen_cr0_value, cr0);
1021
1022         /* Only pay attention to cr0.TS; everything else is
1023            ignored. */
1024         mcs = xen_mc_entry(0);
1025
1026         MULTI_fpu_taskswitch(mcs.mc, (cr0 & X86_CR0_TS) != 0);
1027
1028         xen_mc_issue(PARAVIRT_LAZY_CPU);
1029 }
1030
1031 static void xen_write_cr4(unsigned long cr4)
1032 {
1033         cr4 &= ~(X86_CR4_PGE | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PCE);
1034
1035         native_write_cr4(cr4);
1036 }
1037 #ifdef CONFIG_X86_64
1038 static inline unsigned long xen_read_cr8(void)
1039 {
1040         return 0;
1041 }
1042 static inline void xen_write_cr8(unsigned long val)
1043 {
1044         BUG_ON(val);
1045 }
1046 #endif
1047
1048 static u64 xen_read_msr_safe(unsigned int msr, int *err)
1049 {
1050         u64 val;
1051
1052         if (pmu_msr_read(msr, &val, err))
1053                 return val;
1054
1055         val = native_read_msr_safe(msr, err);
1056         switch (msr) {
1057         case MSR_IA32_APICBASE:
1058 #ifdef CONFIG_X86_X2APIC
1059                 if (!(cpuid_ecx(1) & (1 << (X86_FEATURE_X2APIC & 31))))
1060 #endif
1061                         val &= ~X2APIC_ENABLE;
1062                 break;
1063         }
1064         return val;
1065 }
1066
1067 static int xen_write_msr_safe(unsigned int msr, unsigned low, unsigned high)
1068 {
1069         int ret;
1070
1071         ret = 0;
1072
1073         switch (msr) {
1074 #ifdef CONFIG_X86_64
1075                 unsigned which;
1076                 u64 base;
1077
1078         case MSR_FS_BASE:               which = SEGBASE_FS; goto set;
1079         case MSR_KERNEL_GS_BASE:        which = SEGBASE_GS_USER; goto set;
1080         case MSR_GS_BASE:               which = SEGBASE_GS_KERNEL; goto set;
1081
1082         set:
1083                 base = ((u64)high << 32) | low;
1084                 if (HYPERVISOR_set_segment_base(which, base) != 0)
1085                         ret = -EIO;
1086                 break;
1087 #endif
1088
1089         case MSR_STAR:
1090         case MSR_CSTAR:
1091         case MSR_LSTAR:
1092         case MSR_SYSCALL_MASK:
1093         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
1094         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
1095         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
1096                 /* Fast syscall setup is all done in hypercalls, so
1097                    these are all ignored.  Stub them out here to stop
1098                    Xen console noise. */
1099                 break;
1100
1101         default:
1102                 if (!pmu_msr_write(msr, low, high, &ret))
1103                         ret = native_write_msr_safe(msr, low, high);
1104         }
1105
1106         return ret;
1107 }
1108
1109 void xen_setup_shared_info(void)
1110 {
1111         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1112                 set_fixmap(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP,
1113                            xen_start_info->shared_info);
1114
1115                 HYPERVISOR_shared_info =
1116                         (struct shared_info *)fix_to_virt(FIX_PARAVIRT_BOOTMAP);
1117         } else
1118                 HYPERVISOR_shared_info =
1119                         (struct shared_info *)__va(xen_start_info->shared_info);
1120
1121 #ifndef CONFIG_SMP
1122         /* In UP this is as good a place as any to set up shared info */
1123         xen_setup_vcpu_info_placement();
1124 #endif
1125
1126         xen_setup_mfn_list_list();
1127 }
1128
1129 /* This is called once we have the cpu_possible_mask */
1130 void xen_setup_vcpu_info_placement(void)
1131 {
1132         int cpu;
1133
1134         for_each_possible_cpu(cpu)
1135                 xen_vcpu_setup(cpu);
1136
1137         /* xen_vcpu_setup managed to place the vcpu_info within the
1138          * percpu area for all cpus, so make use of it. Note that for
1139          * PVH we want to use native IRQ mechanism. */
1140         if (have_vcpu_info_placement && !xen_pvh_domain()) {
1141                 pv_irq_ops.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_save_fl_direct);
1142                 pv_irq_ops.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_restore_fl_direct);
1143                 pv_irq_ops.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_disable_direct);
1144                 pv_irq_ops.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(xen_irq_enable_direct);
1145                 pv_mmu_ops.read_cr2 = xen_read_cr2_direct;
1146         }
1147 }
1148
1149 static unsigned xen_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insnbuf,
1150                           unsigned long addr, unsigned len)
1151 {
1152         char *start, *end, *reloc;
1153         unsigned ret;
1154
1155         start = end = reloc = NULL;
1156
1157 #define SITE(op, x)                                                     \
1158         case PARAVIRT_PATCH(op.x):                                      \
1159         if (have_vcpu_info_placement) {                                 \
1160                 start = (char *)xen_##x##_direct;                       \
1161                 end = xen_##x##_direct_end;                             \
1162                 reloc = xen_##x##_direct_reloc;                         \
1163         }                                                               \
1164         goto patch_site
1165
1166         switch (type) {
1167                 SITE(pv_irq_ops, irq_enable);
1168                 SITE(pv_irq_ops, irq_disable);
1169                 SITE(pv_irq_ops, save_fl);
1170                 SITE(pv_irq_ops, restore_fl);
1171 #undef SITE
1172
1173         patch_site:
1174                 if (start == NULL || (end-start) > len)
1175                         goto default_patch;
1176
1177                 ret = paravirt_patch_insns(insnbuf, len, start, end);
1178
1179                 /* Note: because reloc is assigned from something that
1180                    appears to be an array, gcc assumes it's non-null,
1181                    but doesn't know its relationship with start and
1182                    end. */
1183                 if (reloc > start && reloc < end) {
1184                         int reloc_off = reloc - start;
1185                         long *relocp = (long *)(insnbuf + reloc_off);
1186                         long delta = start - (char *)addr;
1187
1188                         *relocp += delta;
1189                 }
1190                 break;
1191
1192         default_patch:
1193         default:
1194                 ret = paravirt_patch_default(type, clobbers, insnbuf,
1195                                              addr, len);
1196                 break;
1197         }
1198
1199         return ret;
1200 }
1201
1202 static const struct pv_info xen_info __initconst = {
1203         .paravirt_enabled = 1,
1204         .shared_kernel_pmd = 0,
1205
1206 #ifdef CONFIG_X86_64
1207         .extra_user_64bit_cs = FLAT_USER_CS64,
1208 #endif
1209         .features = 0,
1210         .name = "Xen",
1211 };
1212
1213 static const struct pv_init_ops xen_init_ops __initconst = {
1214         .patch = xen_patch,
1215 };
1216
1217 static const struct pv_cpu_ops xen_cpu_ops __initconst = {
1218         .cpuid = xen_cpuid,
1219
1220         .set_debugreg = xen_set_debugreg,
1221         .get_debugreg = xen_get_debugreg,
1222
1223         .clts = xen_clts,
1224
1225         .read_cr0 = xen_read_cr0,
1226         .write_cr0 = xen_write_cr0,
1227
1228         .read_cr4 = native_read_cr4,
1229         .read_cr4_safe = native_read_cr4_safe,
1230         .write_cr4 = xen_write_cr4,
1231
1232 #ifdef CONFIG_X86_64
1233         .read_cr8 = xen_read_cr8,
1234         .write_cr8 = xen_write_cr8,
1235 #endif
1236
1237         .wbinvd = native_wbinvd,
1238
1239         .read_msr = xen_read_msr_safe,
1240         .write_msr = xen_write_msr_safe,
1241
1242         .read_pmc = xen_read_pmc,
1243
1244         .iret = xen_iret,
1245 #ifdef CONFIG_X86_64
1246         .usergs_sysret64 = xen_sysret64,
1247 #endif
1248
1249         .load_tr_desc = paravirt_nop,
1250         .set_ldt = xen_set_ldt,
1251         .load_gdt = xen_load_gdt,
1252         .load_idt = xen_load_idt,
1253         .load_tls = xen_load_tls,
1254 #ifdef CONFIG_X86_64
1255         .load_gs_index = xen_load_gs_index,
1256 #endif
1257
1258         .alloc_ldt = xen_alloc_ldt,
1259         .free_ldt = xen_free_ldt,
1260
1261         .store_idt = native_store_idt,
1262         .store_tr = xen_store_tr,
1263
1264         .write_ldt_entry = xen_write_ldt_entry,
1265         .write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry,
1266         .write_idt_entry = xen_write_idt_entry,
1267         .load_sp0 = xen_load_sp0,
1268
1269         .set_iopl_mask = xen_set_iopl_mask,
1270         .io_delay = xen_io_delay,
1271
1272         /* Xen takes care of %gs when switching to usermode for us */
1273         .swapgs = paravirt_nop,
1274
1275         .start_context_switch = paravirt_start_context_switch,
1276         .end_context_switch = xen_end_context_switch,
1277 };
1278
1279 static const struct pv_apic_ops xen_apic_ops __initconst = {
1280 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1281         .startup_ipi_hook = paravirt_nop,
1282 #endif
1283 };
1284
1285 static void xen_reboot(int reason)
1286 {
1287         struct sched_shutdown r = { .reason = reason };
1288         int cpu;
1289
1290         for_each_online_cpu(cpu)
1291                 xen_pmu_finish(cpu);
1292
1293         if (HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_shutdown, &r))
1294                 BUG();
1295 }
1296
1297 static void xen_restart(char *msg)
1298 {
1299         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1300 }
1301
1302 static void xen_emergency_restart(void)
1303 {
1304         xen_reboot(SHUTDOWN_reboot);
1305 }
1306
1307 static void xen_machine_halt(void)
1308 {
1309         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1310 }
1311
1312 static void xen_machine_power_off(void)
1313 {
1314         if (pm_power_off)
1315                 pm_power_off();
1316         xen_reboot(SHUTDOWN_poweroff);
1317 }
1318
1319 static void xen_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1320 {
1321         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1322 }
1323
1324 static int
1325 xen_panic_event(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr)
1326 {
1327         xen_reboot(SHUTDOWN_crash);
1328         return NOTIFY_DONE;
1329 }
1330
1331 static struct notifier_block xen_panic_block = {
1332         .notifier_call= xen_panic_event,
1333         .priority = INT_MIN
1334 };
1335
1336 int xen_panic_handler_init(void)
1337 {
1338         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &xen_panic_block);
1339         return 0;
1340 }
1341
1342 static const struct machine_ops xen_machine_ops __initconst = {
1343         .restart = xen_restart,
1344         .halt = xen_machine_halt,
1345         .power_off = xen_machine_power_off,
1346         .shutdown = xen_machine_halt,
1347         .crash_shutdown = xen_crash_shutdown,
1348         .emergency_restart = xen_emergency_restart,
1349 };
1350
1351 static unsigned char xen_get_nmi_reason(void)
1352 {
1353         unsigned char reason = 0;
1354
1355         /* Construct a value which looks like it came from port 0x61. */
1356         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_io_error,
1357                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1358                 reason |= NMI_REASON_IOCHK;
1359         if (test_bit(_XEN_NMIREASON_pci_serr,
1360                      &HYPERVISOR_shared_info->arch.nmi_reason))
1361                 reason |= NMI_REASON_SERR;
1362
1363         return reason;
1364 }
1365
1366 static void __init xen_boot_params_init_edd(void)
1367 {
1368 #if IS_ENABLED(CONFIG_EDD)
1369         struct xen_platform_op op;
1370         struct edd_info *edd_info;
1371         u32 *mbr_signature;
1372         unsigned nr;
1373         int ret;
1374
1375         edd_info = boot_params.eddbuf;
1376         mbr_signature = boot_params.edd_mbr_sig_buffer;
1377
1378         op.cmd = XENPF_firmware_info;
1379
1380         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_INFO;
1381         for (nr = 0; nr < EDDMAXNR; nr++) {
1382                 struct edd_info *info = edd_info + nr;
1383
1384                 op.u.firmware_info.index = nr;
1385                 info->params.length = sizeof(info->params);
1386                 set_xen_guest_handle(op.u.firmware_info.u.disk_info.edd_params,
1387                                      &info->params);
1388                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1389                 if (ret)
1390                         break;
1391
1392 #define C(x) info->x = op.u.firmware_info.u.disk_info.x
1393                 C(device);
1394                 C(version);
1395                 C(interface_support);
1396                 C(legacy_max_cylinder);
1397                 C(legacy_max_head);
1398                 C(legacy_sectors_per_track);
1399 #undef C
1400         }
1401         boot_params.eddbuf_entries = nr;
1402
1403         op.u.firmware_info.type = XEN_FW_DISK_MBR_SIGNATURE;
1404         for (nr = 0; nr < EDD_MBR_SIG_MAX; nr++) {
1405                 op.u.firmware_info.index = nr;
1406                 ret = HYPERVISOR_dom0_op(&op);
1407                 if (ret)
1408                         break;
1409                 mbr_signature[nr] = op.u.firmware_info.u.disk_mbr_signature.mbr_signature;
1410         }
1411         boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries = nr;
1412 #endif
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Set up the GDT and segment registers for -fstack-protector.  Until
1417  * we do this, we have to be careful not to call any stack-protected
1418  * function, which is most of the kernel.
1419  *
1420  * Note, that it is __ref because the only caller of this after init
1421  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1422  * __init functions.
1423  */
1424 static void __ref xen_setup_gdt(int cpu)
1425 {
1426         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap)) {
1427 #ifdef CONFIG_X86_64
1428                 unsigned long dummy;
1429
1430                 load_percpu_segment(cpu); /* We need to access per-cpu area */
1431                 switch_to_new_gdt(cpu); /* GDT and GS set */
1432
1433                 /* We are switching of the Xen provided GDT to our HVM mode
1434                  * GDT. The new GDT has  __KERNEL_CS with CS.L = 1
1435                  * and we are jumping to reload it.
1436                  */
1437                 asm volatile ("pushq %0\n"
1438                               "leaq 1f(%%rip),%0\n"
1439                               "pushq %0\n"
1440                               "lretq\n"
1441                               "1:\n"
1442                               : "=&r" (dummy) : "0" (__KERNEL_CS));
1443
1444                 /*
1445                  * While not needed, we also set the %es, %ds, and %fs
1446                  * to zero. We don't care about %ss as it is NULL.
1447                  * Strictly speaking this is not needed as Xen zeros those
1448                  * out (and also MSR_FS_BASE, MSR_GS_BASE, MSR_KERNEL_GS_BASE)
1449                  *
1450                  * Linux zeros them in cpu_init() and in secondary_startup_64
1451                  * (for BSP).
1452                  */
1453                 loadsegment(es, 0);
1454                 loadsegment(ds, 0);
1455                 loadsegment(fs, 0);
1456 #else
1457                 /* PVH: TODO Implement. */
1458                 BUG();
1459 #endif
1460                 return; /* PVH does not need any PV GDT ops. */
1461         }
1462         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry_boot;
1463         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt_boot;
1464
1465         setup_stack_canary_segment(0);
1466         switch_to_new_gdt(0);
1467
1468         pv_cpu_ops.write_gdt_entry = xen_write_gdt_entry;
1469         pv_cpu_ops.load_gdt = xen_load_gdt;
1470 }
1471
1472 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1473 /*
1474  * A PV guest starts with default flags that are not set for PVH, set them
1475  * here asap.
1476  */
1477 static void xen_pvh_set_cr_flags(int cpu)
1478 {
1479
1480         /* Some of these are setup in 'secondary_startup_64'. The others:
1481          * X86_CR0_TS, X86_CR0_PE, X86_CR0_ET are set by Xen for HVM guests
1482          * (which PVH shared codepaths), while X86_CR0_PG is for PVH. */
1483         write_cr0(read_cr0() | X86_CR0_MP | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM);
1484
1485         if (!cpu)
1486                 return;
1487         /*
1488          * For BSP, PSE PGE are set in probe_page_size_mask(), for APs
1489          * set them here. For all, OSFXSR OSXMMEXCPT are set in fpu__init_cpu().
1490         */
1491         if (cpu_has_pse)
1492                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PSE);
1493
1494         if (cpu_has_pge)
1495                 cr4_set_bits_and_update_boot(X86_CR4_PGE);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Note, that it is ref - because the only caller of this after init
1500  * is PVH which is not going to use xen_load_gdt_boot or other
1501  * __init functions.
1502  */
1503 void __ref xen_pvh_secondary_vcpu_init(int cpu)
1504 {
1505         xen_setup_gdt(cpu);
1506         xen_pvh_set_cr_flags(cpu);
1507 }
1508
1509 static void __init xen_pvh_early_guest_init(void)
1510 {
1511         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1512                 return;
1513
1514         if (!xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1515                 return;
1516
1517         xen_have_vector_callback = 1;
1518
1519         xen_pvh_early_cpu_init(0, false);
1520         xen_pvh_set_cr_flags(0);
1521
1522 #ifdef CONFIG_X86_32
1523         BUG(); /* PVH: Implement proper support. */
1524 #endif
1525 }
1526 #endif    /* CONFIG_XEN_PVH */
1527
1528 /* First C function to be called on Xen boot */
1529 asmlinkage __visible void __init xen_start_kernel(void)
1530 {
1531         struct physdev_set_iopl set_iopl;
1532         unsigned long initrd_start = 0;
1533         int rc;
1534
1535         if (!xen_start_info)
1536                 return;
1537
1538         xen_domain_type = XEN_PV_DOMAIN;
1539
1540         xen_setup_features();
1541 #ifdef CONFIG_XEN_PVH
1542         xen_pvh_early_guest_init();
1543 #endif
1544         xen_setup_machphys_mapping();
1545
1546         /* Install Xen paravirt ops */
1547         pv_info = xen_info;
1548         if (xen_initial_domain())
1549                 pv_info.features |= PV_SUPPORTED_RTC;
1550         pv_init_ops = xen_init_ops;
1551         pv_apic_ops = xen_apic_ops;
1552         if (!xen_pvh_domain()) {
1553                 pv_cpu_ops = xen_cpu_ops;
1554
1555                 x86_platform.get_nmi_reason = xen_get_nmi_reason;
1556         }
1557
1558         if (xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1559                 x86_init.resources.memory_setup = xen_auto_xlated_memory_setup;
1560         else
1561                 x86_init.resources.memory_setup = xen_memory_setup;
1562         x86_init.oem.arch_setup = xen_arch_setup;
1563         x86_init.oem.banner = xen_banner;
1564
1565         xen_init_time_ops();
1566
1567         /*
1568          * Set up some pagetable state before starting to set any ptes.
1569          */
1570
1571         xen_init_mmu_ops();
1572
1573         /* Prevent unwanted bits from being set in PTEs. */
1574         __supported_pte_mask &= ~_PAGE_GLOBAL;
1575
1576         /*
1577          * Prevent page tables from being allocated in highmem, even
1578          * if CONFIG_HIGHPTE is enabled.
1579          */
1580         __userpte_alloc_gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
1581
1582         /* Work out if we support NX */
1583         x86_configure_nx();
1584
1585         /* Get mfn list */
1586         xen_build_dynamic_phys_to_machine();
1587
1588         /*
1589          * Set up kernel GDT and segment registers, mainly so that
1590          * -fstack-protector code can be executed.
1591          */
1592         xen_setup_gdt(0);
1593
1594         xen_init_irq_ops();
1595         xen_init_cpuid_mask();
1596         xen_init_capabilities();
1597
1598 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1599         /*
1600          * set up the basic apic ops.
1601          */
1602         xen_init_apic();
1603 #endif
1604
1605         if (xen_feature(XENFEAT_mmu_pt_update_preserve_ad)) {
1606                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_start = xen_ptep_modify_prot_start;
1607                 pv_mmu_ops.ptep_modify_prot_commit = xen_ptep_modify_prot_commit;
1608         }
1609
1610         machine_ops = xen_machine_ops;
1611
1612         /*
1613          * The only reliable way to retain the initial address of the
1614          * percpu gdt_page is to remember it here, so we can go and
1615          * mark it RW later, when the initial percpu area is freed.
1616          */
1617         xen_initial_gdt = &per_cpu(gdt_page, 0);
1618
1619         xen_smp_init();
1620
1621 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1622         /*
1623          * The pages we from Xen are not related to machine pages, so
1624          * any NUMA information the kernel tries to get from ACPI will
1625          * be meaningless.  Prevent it from trying.
1626          */
1627         acpi_numa = -1;
1628 #endif
1629         /* Don't do the full vcpu_info placement stuff until we have a
1630            possible map and a non-dummy shared_info. */
1631         per_cpu(xen_vcpu, 0) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[0];
1632
1633         local_irq_disable();
1634         early_boot_irqs_disabled = true;
1635
1636         xen_raw_console_write("mapping kernel into physical memory\n");
1637         xen_setup_kernel_pagetable((pgd_t *)xen_start_info->pt_base,
1638                                    xen_start_info->nr_pages);
1639         xen_reserve_special_pages();
1640
1641         /* keep using Xen gdt for now; no urgent need to change it */
1642
1643 #ifdef CONFIG_X86_32
1644         pv_info.kernel_rpl = 1;
1645         if (xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel))
1646                 pv_info.kernel_rpl = 0;
1647 #else
1648         pv_info.kernel_rpl = 0;
1649 #endif
1650         /* set the limit of our address space */
1651         xen_reserve_top();
1652
1653         /* PVH: runs at default kernel iopl of 0 */
1654         if (!xen_pvh_domain()) {
1655                 /*
1656                  * We used to do this in xen_arch_setup, but that is too late
1657                  * on AMD were early_cpu_init (run before ->arch_setup()) calls
1658                  * early_amd_init which pokes 0xcf8 port.
1659                  */
1660                 set_iopl.iopl = 1;
1661                 rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_set_iopl, &set_iopl);
1662                 if (rc != 0)
1663                         xen_raw_printk("physdev_op failed %d\n", rc);
1664         }
1665
1666 #ifdef CONFIG_X86_32
1667         /* set up basic CPUID stuff */
1668         cpu_detect(&new_cpu_data);
1669         set_cpu_cap(&new_cpu_data, X86_FEATURE_FPU);
1670         new_cpu_data.wp_works_ok = 1;
1671         new_cpu_data.x86_capability[0] = cpuid_edx(1);
1672 #endif
1673
1674         if (xen_start_info->mod_start) {
1675             if (xen_start_info->flags & SIF_MOD_START_PFN)
1676                 initrd_start = PFN_PHYS(xen_start_info->mod_start);
1677             else
1678                 initrd_start = __pa(xen_start_info->mod_start);
1679         }
1680
1681         /* Poke various useful things into boot_params */
1682         boot_params.hdr.type_of_loader = (9 << 4) | 0;
1683         boot_params.hdr.ramdisk_image = initrd_start;
1684         boot_params.hdr.ramdisk_size = xen_start_info->mod_len;
1685         boot_params.hdr.cmd_line_ptr = __pa(xen_start_info->cmd_line);
1686
1687         if (!xen_initial_domain()) {
1688                 add_preferred_console("xenboot", 0, NULL);
1689                 add_preferred_console("tty", 0, NULL);
1690                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
1691                 if (pci_xen)
1692                         x86_init.pci.arch_init = pci_xen_init;
1693         } else {
1694                 const struct dom0_vga_console_info *info =
1695                         (void *)((char *)xen_start_info +
1696                                  xen_start_info->console.dom0.info_off);
1697                 struct xen_platform_op op = {
1698                         .cmd = XENPF_firmware_info,
1699                         .interface_version = XENPF_INTERFACE_VERSION,
1700                         .u.firmware_info.type = XEN_FW_KBD_SHIFT_FLAGS,
1701                 };
1702
1703                 xen_init_vga(info, xen_start_info->console.dom0.info_size);
1704                 xen_start_info->console.domU.mfn = 0;
1705                 xen_start_info->console.domU.evtchn = 0;
1706
1707                 if (HYPERVISOR_dom0_op(&op) == 0)
1708                         boot_params.kbd_status = op.u.firmware_info.u.kbd_shift_flags;
1709
1710                 /* Make sure ACS will be enabled */
1711                 pci_request_acs();
1712
1713                 xen_acpi_sleep_register();
1714
1715                 /* Avoid searching for BIOS MP tables */
1716                 x86_init.mpparse.find_smp_config = x86_init_noop;
1717                 x86_init.mpparse.get_smp_config = x86_init_uint_noop;
1718
1719                 xen_boot_params_init_edd();
1720         }
1721 #ifdef CONFIG_PCI
1722         /* PCI BIOS service won't work from a PV guest. */
1723         pci_probe &= ~PCI_PROBE_BIOS;
1724 #endif
1725         xen_raw_console_write("about to get started...\n");
1726
1727         xen_setup_runstate_info(0);
1728
1729         xen_efi_init();
1730
1731         /* Start the world */
1732 #ifdef CONFIG_X86_32
1733         i386_start_kernel();
1734 #else
1735         cr4_init_shadow(); /* 32b kernel does this in i386_start_kernel() */
1736         x86_64_start_reservations((char *)__pa_symbol(&boot_params));
1737 #endif
1738 }
1739
1740 void __ref xen_hvm_init_shared_info(void)
1741 {
1742         int cpu;
1743         struct xen_add_to_physmap xatp;
1744         static struct shared_info *shared_info_page = 0;
1745
1746         if (!shared_info_page)
1747                 shared_info_page = (struct shared_info *)
1748                         extend_brk(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1749         xatp.domid = DOMID_SELF;
1750         xatp.idx = 0;
1751         xatp.space = XENMAPSPACE_shared_info;
1752         xatp.gpfn = __pa(shared_info_page) >> PAGE_SHIFT;
1753         if (HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_add_to_physmap, &xatp))
1754                 BUG();
1755
1756         HYPERVISOR_shared_info = (struct shared_info *)shared_info_page;
1757
1758         /* xen_vcpu is a pointer to the vcpu_info struct in the shared_info
1759          * page, we use it in the event channel upcall and in some pvclock
1760          * related functions. We don't need the vcpu_info placement
1761          * optimizations because we don't use any pv_mmu or pv_irq op on
1762          * HVM.
1763          * When xen_hvm_init_shared_info is run at boot time only vcpu 0 is
1764          * online but xen_hvm_init_shared_info is run at resume time too and
1765          * in that case multiple vcpus might be online. */
1766         for_each_online_cpu(cpu) {
1767                 /* Leave it to be NULL. */
1768                 if (cpu >= MAX_VIRT_CPUS)
1769                         continue;
1770                 per_cpu(xen_vcpu, cpu) = &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[cpu];
1771         }
1772 }
1773
1774 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1775 static void __init init_hvm_pv_info(void)
1776 {
1777         int major, minor;
1778         uint32_t eax, ebx, ecx, edx, pages, msr, base;
1779         u64 pfn;
1780
1781         base = xen_cpuid_base();
1782         cpuid(base + 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1783
1784         major = eax >> 16;
1785         minor = eax & 0xffff;
1786         printk(KERN_INFO "Xen version %d.%d.\n", major, minor);
1787
1788         cpuid(base + 2, &pages, &msr, &ecx, &edx);
1789
1790         pfn = __pa(hypercall_page);
1791         wrmsr_safe(msr, (u32)pfn, (u32)(pfn >> 32));
1792
1793         xen_setup_features();
1794
1795         pv_info.name = "Xen HVM";
1796
1797         xen_domain_type = XEN_HVM_DOMAIN;
1798 }
1799
1800 static int xen_hvm_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
1801                               void *hcpu)
1802 {
1803         int cpu = (long)hcpu;
1804         switch (action) {
1805         case CPU_UP_PREPARE:
1806                 xen_vcpu_setup(cpu);
1807                 if (xen_have_vector_callback) {
1808                         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_safe_pvclock))
1809                                 xen_setup_timer(cpu);
1810                 }
1811                 break;
1812         default:
1813                 break;
1814         }
1815         return NOTIFY_OK;
1816 }
1817
1818 static struct notifier_block xen_hvm_cpu_notifier = {
1819         .notifier_call  = xen_hvm_cpu_notify,
1820 };
1821
1822 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
1823 static void xen_hvm_shutdown(void)
1824 {
1825         native_machine_shutdown();
1826         if (kexec_in_progress)
1827                 xen_reboot(SHUTDOWN_soft_reset);
1828 }
1829
1830 static void xen_hvm_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
1831 {
1832         native_machine_crash_shutdown(regs);
1833         xen_reboot(SHUTDOWN_soft_reset);
1834 }
1835 #endif
1836
1837 static void __init xen_hvm_guest_init(void)
1838 {
1839         if (xen_pv_domain())
1840                 return;
1841
1842         init_hvm_pv_info();
1843
1844         xen_hvm_init_shared_info();
1845
1846         xen_panic_handler_init();
1847
1848         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_callback_vector))
1849                 xen_have_vector_callback = 1;
1850         xen_hvm_smp_init();
1851         register_cpu_notifier(&xen_hvm_cpu_notifier);
1852         xen_unplug_emulated_devices();
1853         x86_init.irqs.intr_init = xen_init_IRQ;
1854         xen_hvm_init_time_ops();
1855         xen_hvm_init_mmu_ops();
1856 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
1857         machine_ops.shutdown = xen_hvm_shutdown;
1858         machine_ops.crash_shutdown = xen_hvm_crash_shutdown;
1859 #endif
1860 }
1861 #endif
1862
1863 static bool xen_nopv = false;
1864 static __init int xen_parse_nopv(char *arg)
1865 {
1866        xen_nopv = true;
1867        return 0;
1868 }
1869 early_param("xen_nopv", xen_parse_nopv);
1870
1871 static uint32_t __init xen_platform(void)
1872 {
1873         if (xen_nopv)
1874                 return 0;
1875
1876         return xen_cpuid_base();
1877 }
1878
1879 bool xen_hvm_need_lapic(void)
1880 {
1881         if (xen_nopv)
1882                 return false;
1883         if (xen_pv_domain())
1884                 return false;
1885         if (!xen_hvm_domain())
1886                 return false;
1887         if (xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs) && xen_have_vector_callback)
1888                 return false;
1889         return true;
1890 }
1891 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_hvm_need_lapic);
1892
1893 const struct hypervisor_x86 x86_hyper_xen = {
1894         .name                   = "Xen",
1895         .detect                 = xen_platform,
1896 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1897         .init_platform          = xen_hvm_guest_init,
1898 #endif
1899         .x2apic_available       = xen_x2apic_para_available,
1900 };
1901 EXPORT_SYMBOL(x86_hyper_xen);
1902
1903 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1904 void xen_arch_register_cpu(int num)
1905 {
1906         arch_register_cpu(num);
1907 }
1908 EXPORT_SYMBOL(xen_arch_register_cpu);
1909
1910 void xen_arch_unregister_cpu(int num)
1911 {
1912         arch_unregister_cpu(num);
1913 }
1914 EXPORT_SYMBOL(xen_arch_unregister_cpu);
1915 #endif