arch/x86/xen/setup.c

   1 /*
   2  * Machine specific setup for xen
   3  *
   4  * Jeremy Fitzhardinge <jeremy@xensource.com>, XenSource Inc, 2007
   5  */
   6
   7 #include <linux/init.h>
   8 #include <linux/sched.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/pm.h>
  11 #include <linux/memblock.h>
  12 #include <linux/cpuidle.h>
  13 #include <linux/cpufreq.h>
  14
  15 #include <asm/elf.h>
  16 #include <asm/vdso.h>
  17 #include <asm/e820.h>
  18 #include <asm/setup.h>
  19 #include <asm/acpi.h>
  20 #include <asm/numa.h>
  21 #include <asm/sections.h>
  22 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  23 #include <asm/xen/hypercall.h>
  24
  25 #include <xen/xen.h>
  26 #include <xen/page.h>
  27 #include <xen/interface/callback.h>
  28 #include <xen/interface/memory.h>
  29 #include <xen/interface/physdev.h>
  30 #include <xen/features.h>
  31 #include <xen/hvc-console.h>
  32 #include "xen-ops.h"
  33 #include "vdso.h"
  34 #include "mmu.h"
  35
  36 #define GB(x) ((uint64_t)(x) * 1024 * 1024 * 1024)
  37
  38 /* Amount of extra memory space we add to the e820 ranges */
  39 struct xen_memory_region xen_extra_mem[XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS] __initdata;
  40
  41 /* Number of pages released from the initial allocation. */
  42 unsigned long xen_released_pages;
  43
  44 /* E820 map used during setting up memory. */
  45 static struct e820entry xen_e820_map[E820MAX] __initdata;
  46 static u32 xen_e820_map_entries __initdata;
  47
  48 /*
  49  * Buffer used to remap identity mapped pages. We only need the virtual space.
  50  * The physical page behind this address is remapped as needed to different
  51  * buffer pages.
  52  */
  53 #define REMAP_SIZE      (P2M_PER_PAGE - 3)
  54 static struct {
  55         unsigned long   next_area_mfn;
  56         unsigned long   target_pfn;
  57         unsigned long   size;
  58         unsigned long   mfns[REMAP_SIZE];
  59 } xen_remap_buf __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
  60 static unsigned long xen_remap_mfn __initdata = INVALID_P2M_ENTRY;
  61
  62 /*
  63  * The maximum amount of extra memory compared to the base size.  The
  64  * main scaling factor is the size of struct page.  At extreme ratios
  65  * of base:extra, all the base memory can be filled with page
  66  * structures for the extra memory, leaving no space for anything
  67  * else.
  68  *
  69  * 10x seems like a reasonable balance between scaling flexibility and
  70  * leaving a practically usable system.
  71  */
  72 #define EXTRA_MEM_RATIO         (10)
  73
  74 static bool xen_512gb_limit __initdata = IS_ENABLED(CONFIG_XEN_512GB);
  75
  76 static void __init xen_parse_512gb(void)
  77 {
  78         bool val = false;
  79         char *arg;
  80
  81         arg = strstr(xen_start_info->cmd_line, "xen_512gb_limit");
  82         if (!arg)
  83                 return;
  84
  85         arg = strstr(xen_start_info->cmd_line, "xen_512gb_limit=");
  86         if (!arg)
  87                 val = true;
  88         else if (strtobool(arg + strlen("xen_512gb_limit="), &val))
  89                 return;
  90
  91         xen_512gb_limit = val;
  92 }
  93
  94 static void __init xen_add_extra_mem(unsigned long start_pfn,
  95                                      unsigned long n_pfns)
  96 {
  97         int i;
  98
  99         /*
 100          * No need to check for zero size, should happen rarely and will only
 101          * write a new entry regarded to be unused due to zero size.
 102          */
 103         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 104                 /* Add new region. */
 105                 if (xen_extra_mem[i].n_pfns == 0) {
 106                         xen_extra_mem[i].start_pfn = start_pfn;
 107                         xen_extra_mem[i].n_pfns = n_pfns;
 108                         break;
 109                 }
 110                 /* Append to existing region. */
 111                 if (xen_extra_mem[i].start_pfn + xen_extra_mem[i].n_pfns ==
 112                     start_pfn) {
 113                         xen_extra_mem[i].n_pfns += n_pfns;
 114                         break;
 115                 }
 116         }
 117         if (i == XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS)
 118                 printk(KERN_WARNING "Warning: not enough extra memory regions\n");
 119
 120         memblock_reserve(PFN_PHYS(start_pfn), PFN_PHYS(n_pfns));
 121 }
 122
 123 static void __init xen_del_extra_mem(unsigned long start_pfn,
 124                                      unsigned long n_pfns)
 125 {
 126         int i;
 127         unsigned long start_r, size_r;
 128
 129         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 130                 start_r = xen_extra_mem[i].start_pfn;
 131                 size_r = xen_extra_mem[i].n_pfns;
 132
 133                 /* Start of region. */
 134                 if (start_r == start_pfn) {
 135                         BUG_ON(n_pfns > size_r);
 136                         xen_extra_mem[i].start_pfn += n_pfns;
 137                         xen_extra_mem[i].n_pfns -= n_pfns;
 138                         break;
 139                 }
 140                 /* End of region. */
 141                 if (start_r + size_r == start_pfn + n_pfns) {
 142                         BUG_ON(n_pfns > size_r);
 143                         xen_extra_mem[i].n_pfns -= n_pfns;
 144                         break;
 145                 }
 146                 /* Mid of region. */
 147                 if (start_pfn > start_r && start_pfn < start_r + size_r) {
 148                         BUG_ON(start_pfn + n_pfns > start_r + size_r);
 149                         xen_extra_mem[i].n_pfns = start_pfn - start_r;
 150                         /* Calling memblock_reserve() again is okay. */
 151                         xen_add_extra_mem(start_pfn + n_pfns, start_r + size_r -
 152                                           (start_pfn + n_pfns));
 153                         break;
 154                 }
 155         }
 156         memblock_free(PFN_PHYS(start_pfn), PFN_PHYS(n_pfns));
 157 }
 158
 159 /*
 160  * Called during boot before the p2m list can take entries beyond the
 161  * hypervisor supplied p2m list. Entries in extra mem are to be regarded as
 162  * invalid.
 163  */
 164 unsigned long __ref xen_chk_extra_mem(unsigned long pfn)
 165 {
 166         int i;
 167
 168         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 169                 if (pfn >= xen_extra_mem[i].start_pfn &&
 170                     pfn < xen_extra_mem[i].start_pfn + xen_extra_mem[i].n_pfns)
 171                         return INVALID_P2M_ENTRY;
 172         }
 173
 174         return IDENTITY_FRAME(pfn);
 175 }
 176
 177 /*
 178  * Mark all pfns of extra mem as invalid in p2m list.
 179  */
 180 void __init xen_inv_extra_mem(void)
 181 {
 182         unsigned long pfn, pfn_s, pfn_e;
 183         int i;
 184
 185         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 186                 if (!xen_extra_mem[i].n_pfns)
 187                         continue;
 188                 pfn_s = xen_extra_mem[i].start_pfn;
 189                 pfn_e = pfn_s + xen_extra_mem[i].n_pfns;
 190                 for (pfn = pfn_s; pfn < pfn_e; pfn++)
 191                         set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
 192         }
 193 }
 194
 195 /*
 196  * Finds the next RAM pfn available in the E820 map after min_pfn.
 197  * This function updates min_pfn with the pfn found and returns
 198  * the size of that range or zero if not found.
 199  */
 200 static unsigned long __init xen_find_pfn_range(unsigned long *min_pfn)
 201 {
 202         const struct e820entry *entry = xen_e820_map;
 203         unsigned int i;
 204         unsigned long done = 0;
 205
 206         for (i = 0; i < xen_e820_map_entries; i++, entry++) {
 207                 unsigned long s_pfn;
 208                 unsigned long e_pfn;
 209
 210                 if (entry->type != E820_RAM)
 211                         continue;
 212
 213                 e_pfn = PFN_DOWN(entry->addr + entry->size);
 214
 215                 /* We only care about E820 after this */
 216                 if (e_pfn <= *min_pfn)
 217                         continue;
 218
 219                 s_pfn = PFN_UP(entry->addr);
 220
 221                 /* If min_pfn falls within the E820 entry, we want to start
 222                  * at the min_pfn PFN.
 223                  */
 224                 if (s_pfn <= *min_pfn) {
 225                         done = e_pfn - *min_pfn;
 226                 } else {
 227                         done = e_pfn - s_pfn;
 228                         *min_pfn = s_pfn;
 229                 }
 230                 break;
 231         }
 232
 233         return done;
 234 }
 235
 236 static int __init xen_free_mfn(unsigned long mfn)
 237 {
 238         struct xen_memory_reservation reservation = {
 239                 .address_bits = 0,
 240                 .extent_order = 0,
 241                 .domid        = DOMID_SELF
 242         };
 243
 244         set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &mfn);
 245         reservation.nr_extents = 1;
 246
 247         return HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_decrease_reservation, &reservation);
 248 }
 249
 250 /*
 251  * This releases a chunk of memory and then does the identity map. It's used
 252  * as a fallback if the remapping fails.
 253  */
 254 static void __init xen_set_identity_and_release_chunk(unsigned long start_pfn,
 255                         unsigned long end_pfn, unsigned long nr_pages)
 256 {
 257         unsigned long pfn, end;
 258         int ret;
 259
 260         WARN_ON(start_pfn > end_pfn);
 261
 262         /* Release pages first. */
 263         end = min(end_pfn, nr_pages);
 264         for (pfn = start_pfn; pfn < end; pfn++) {
 265                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 266
 267                 /* Make sure pfn exists to start with */
 268                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY || mfn_to_pfn(mfn) != pfn)
 269                         continue;
 270
 271                 ret = xen_free_mfn(mfn);
 272                 WARN(ret != 1, "Failed to release pfn %lx err=%d\n", pfn, ret);
 273
 274                 if (ret == 1) {
 275                         xen_released_pages++;
 276                         if (!__set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY))
 277                                 break;
 278                 } else
 279                         break;
 280         }
 281
 282         set_phys_range_identity(start_pfn, end_pfn);
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Helper function to update the p2m and m2p tables and kernel mapping.
 287  */
 288 static void __init xen_update_mem_tables(unsigned long pfn, unsigned long mfn)
 289 {
 290         struct mmu_update update = {
 291                 .ptr = ((uint64_t)mfn << PAGE_SHIFT) | MMU_MACHPHYS_UPDATE,
 292                 .val = pfn
 293         };
 294
 295         /* Update p2m */
 296         if (!set_phys_to_machine(pfn, mfn)) {
 297                 WARN(1, "Failed to set p2m mapping for pfn=%ld mfn=%ld\n",
 298                      pfn, mfn);
 299                 BUG();
 300         }
 301
 302         /* Update m2p */
 303         if (HYPERVISOR_mmu_update(&update, 1, NULL, DOMID_SELF) < 0) {
 304                 WARN(1, "Failed to set m2p mapping for mfn=%ld pfn=%ld\n",
 305                      mfn, pfn);
 306                 BUG();
 307         }
 308
 309         /* Update kernel mapping, but not for highmem. */
 310         if (pfn >= PFN_UP(__pa(high_memory - 1)))
 311                 return;
 312
 313         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT),
 314                                          mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), 0)) {
 315                 WARN(1, "Failed to update kernel mapping for mfn=%ld pfn=%ld\n",
 316                       mfn, pfn);
 317                 BUG();
 318         }
 319 }
 320
 321 /*
 322  * This function updates the p2m and m2p tables with an identity map from
 323  * start_pfn to start_pfn+size and prepares remapping the underlying RAM of the
 324  * original allocation at remap_pfn. The information needed for remapping is
 325  * saved in the memory itself to avoid the need for allocating buffers. The
 326  * complete remap information is contained in a list of MFNs each containing
 327  * up to REMAP_SIZE MFNs and the start target PFN for doing the remap.
 328  * This enables us to preserve the original mfn sequence while doing the
 329  * remapping at a time when the memory management is capable of allocating
 330  * virtual and physical memory in arbitrary amounts, see 'xen_remap_memory' and
 331  * its callers.
 332  */
 333 static void __init xen_do_set_identity_and_remap_chunk(
 334         unsigned long start_pfn, unsigned long size, unsigned long remap_pfn)
 335 {
 336         unsigned long buf = (unsigned long)&xen_remap_buf;
 337         unsigned long mfn_save, mfn;
 338         unsigned long ident_pfn_iter, remap_pfn_iter;
 339         unsigned long ident_end_pfn = start_pfn + size;
 340         unsigned long left = size;
 341         unsigned int i, chunk;
 342
 343         WARN_ON(size == 0);
 344
 345         BUG_ON(xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap));
 346
 347         mfn_save = virt_to_mfn(buf);
 348
 349         for (ident_pfn_iter = start_pfn, remap_pfn_iter = remap_pfn;
 350              ident_pfn_iter < ident_end_pfn;
 351              ident_pfn_iter += REMAP_SIZE, remap_pfn_iter += REMAP_SIZE) {
 352                 chunk = (left < REMAP_SIZE) ? left : REMAP_SIZE;
 353
 354                 /* Map first pfn to xen_remap_buf */
 355                 mfn = pfn_to_mfn(ident_pfn_iter);
 356                 set_pte_mfn(buf, mfn, PAGE_KERNEL);
 357
 358                 /* Save mapping information in page */
 359                 xen_remap_buf.next_area_mfn = xen_remap_mfn;
 360                 xen_remap_buf.target_pfn = remap_pfn_iter;
 361                 xen_remap_buf.size = chunk;
 362                 for (i = 0; i < chunk; i++)
 363                         xen_remap_buf.mfns[i] = pfn_to_mfn(ident_pfn_iter + i);
 364
 365                 /* Put remap buf into list. */
 366                 xen_remap_mfn = mfn;
 367
 368                 /* Set identity map */
 369                 set_phys_range_identity(ident_pfn_iter, ident_pfn_iter + chunk);
 370
 371                 left -= chunk;
 372         }
 373
 374         /* Restore old xen_remap_buf mapping */
 375         set_pte_mfn(buf, mfn_save, PAGE_KERNEL);
 376 }
 377
 378 /*
 379  * This function takes a contiguous pfn range that needs to be identity mapped
 380  * and:
 381  *
 382  *  1) Finds a new range of pfns to use to remap based on E820 and remap_pfn.
 383  *  2) Calls the do_ function to actually do the mapping/remapping work.
 384  *
 385  * The goal is to not allocate additional memory but to remap the existing
 386  * pages. In the case of an error the underlying memory is simply released back
 387  * to Xen and not remapped.
 388  */
 389 static unsigned long __init xen_set_identity_and_remap_chunk(
 390         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn, unsigned long nr_pages,
 391         unsigned long remap_pfn)
 392 {
 393         unsigned long pfn;
 394         unsigned long i = 0;
 395         unsigned long n = end_pfn - start_pfn;
 396
 397         if (remap_pfn == 0)
 398                 remap_pfn = nr_pages;
 399
 400         while (i < n) {
 401                 unsigned long cur_pfn = start_pfn + i;
 402                 unsigned long left = n - i;
 403                 unsigned long size = left;
 404                 unsigned long remap_range_size;
 405
 406                 /* Do not remap pages beyond the current allocation */
 407                 if (cur_pfn >= nr_pages) {
 408                         /* Identity map remaining pages */
 409                         set_phys_range_identity(cur_pfn, cur_pfn + size);
 410                         break;
 411                 }
 412                 if (cur_pfn + size > nr_pages)
 413                         size = nr_pages - cur_pfn;
 414
 415                 remap_range_size = xen_find_pfn_range(&remap_pfn);
 416                 if (!remap_range_size) {
 417                         pr_warning("Unable to find available pfn range, not remapping identity pages\n");
 418                         xen_set_identity_and_release_chunk(cur_pfn,
 419                                                 cur_pfn + left, nr_pages);
 420                         break;
 421                 }
 422                 /* Adjust size to fit in current e820 RAM region */
 423                 if (size > remap_range_size)
 424                         size = remap_range_size;
 425
 426                 xen_do_set_identity_and_remap_chunk(cur_pfn, size, remap_pfn);
 427
 428                 /* Update variables to reflect new mappings. */
 429                 i += size;
 430                 remap_pfn += size;
 431         }
 432
 433         /*
 434          * If the PFNs are currently mapped, the VA mapping also needs
 435          * to be updated to be 1:1.
 436          */
 437         for (pfn = start_pfn; pfn <= max_pfn_mapped && pfn < end_pfn; pfn++)
 438                 (void)HYPERVISOR_update_va_mapping(
 439                         (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT),
 440                         mfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_IO), 0);
 441
 442         return remap_pfn;
 443 }
 444
 445 static unsigned long __init xen_count_remap_pages(
 446         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn, unsigned long nr_pages,
 447         unsigned long remap_pages)
 448 {
 449         if (start_pfn >= nr_pages)
 450                 return remap_pages;
 451
 452         return remap_pages + min(end_pfn, nr_pages) - start_pfn;
 453 }
 454
 455 static unsigned long __init xen_foreach_remap_area(unsigned long nr_pages,
 456         unsigned long (*func)(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
 457                               unsigned long nr_pages, unsigned long last_val))
 458 {
 459         phys_addr_t start = 0;
 460         unsigned long ret_val = 0;
 461         const struct e820entry *entry = xen_e820_map;
 462         int i;
 463
 464         /*
 465          * Combine non-RAM regions and gaps until a RAM region (or the
 466          * end of the map) is reached, then call the provided function
 467          * to perform its duty on the non-RAM region.
 468          *
 469          * The combined non-RAM regions are rounded to a whole number
 470          * of pages so any partial pages are accessible via the 1:1
 471          * mapping.  This is needed for some BIOSes that put (for
 472          * example) the DMI tables in a reserved region that begins on
 473          * a non-page boundary.
 474          */
 475         for (i = 0; i < xen_e820_map_entries; i++, entry++) {
 476                 phys_addr_t end = entry->addr + entry->size;
 477                 if (entry->type == E820_RAM || i == xen_e820_map_entries - 1) {
 478                         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 479                         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
 480
 481                         if (entry->type == E820_RAM)
 482                                 end_pfn = PFN_UP(entry->addr);
 483
 484                         if (start_pfn < end_pfn)
 485                                 ret_val = func(start_pfn, end_pfn, nr_pages,
 486                                                ret_val);
 487                         start = end;
 488                 }
 489         }
 490
 491         return ret_val;
 492 }
 493
 494 /*
 495  * Remap the memory prepared in xen_do_set_identity_and_remap_chunk().
 496  * The remap information (which mfn remap to which pfn) is contained in the
 497  * to be remapped memory itself in a linked list anchored at xen_remap_mfn.
 498  * This scheme allows to remap the different chunks in arbitrary order while
 499  * the resulting mapping will be independant from the order.
 500  */
 501 void __init xen_remap_memory(void)
 502 {
 503         unsigned long buf = (unsigned long)&xen_remap_buf;
 504         unsigned long mfn_save, mfn, pfn;
 505         unsigned long remapped = 0;
 506         unsigned int i;
 507         unsigned long pfn_s = ~0UL;
 508         unsigned long len = 0;
 509
 510         mfn_save = virt_to_mfn(buf);
 511
 512         while (xen_remap_mfn != INVALID_P2M_ENTRY) {
 513                 /* Map the remap information */
 514                 set_pte_mfn(buf, xen_remap_mfn, PAGE_KERNEL);
 515
 516                 BUG_ON(xen_remap_mfn != xen_remap_buf.mfns[0]);
 517
 518                 pfn = xen_remap_buf.target_pfn;
 519                 for (i = 0; i < xen_remap_buf.size; i++) {
 520                         mfn = xen_remap_buf.mfns[i];
 521                         xen_update_mem_tables(pfn, mfn);
 522                         remapped++;
 523                         pfn++;
 524                 }
 525                 if (pfn_s == ~0UL || pfn == pfn_s) {
 526                         pfn_s = xen_remap_buf.target_pfn;
 527                         len += xen_remap_buf.size;
 528                 } else if (pfn_s + len == xen_remap_buf.target_pfn) {
 529                         len += xen_remap_buf.size;
 530                 } else {
 531                         xen_del_extra_mem(pfn_s, len);
 532                         pfn_s = xen_remap_buf.target_pfn;
 533                         len = xen_remap_buf.size;
 534                 }
 535
 536                 mfn = xen_remap_mfn;
 537                 xen_remap_mfn = xen_remap_buf.next_area_mfn;
 538         }
 539
 540         if (pfn_s != ~0UL && len)
 541                 xen_del_extra_mem(pfn_s, len);
 542
 543         set_pte_mfn(buf, mfn_save, PAGE_KERNEL);
 544
 545         pr_info("Remapped %ld page(s)\n", remapped);
 546 }
 547
 548 static unsigned long __init xen_get_pages_limit(void)
 549 {
 550         unsigned long limit;
 551
 552 #ifdef CONFIG_X86_32
 553         limit = GB(64) / PAGE_SIZE;
 554 #else
 555         limit = MAXMEM / PAGE_SIZE;
 556         if (!xen_initial_domain() && xen_512gb_limit)
 557                 limit = GB(512) / PAGE_SIZE;
 558 #endif
 559         return limit;
 560 }
 561
 562 static unsigned long __init xen_get_max_pages(void)
 563 {
 564         unsigned long max_pages, limit;
 565         domid_t domid = DOMID_SELF;
 566         long ret;
 567
 568         limit = xen_get_pages_limit();
 569         max_pages = limit;
 570
 571         /*
 572          * For the initial domain we use the maximum reservation as
 573          * the maximum page.
 574          *
 575          * For guest domains the current maximum reservation reflects
 576          * the current maximum rather than the static maximum. In this
 577          * case the e820 map provided to us will cover the static
 578          * maximum region.
 579          */
 580         if (xen_initial_domain()) {
 581                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_maximum_reservation, &domid);
 582                 if (ret > 0)
 583                         max_pages = ret;
 584         }
 585
 586         return min(max_pages, limit);
 587 }
 588
 589 static void __init xen_align_and_add_e820_region(phys_addr_t start,
 590                                                  phys_addr_t size, int type)
 591 {
 592         phys_addr_t end = start + size;
 593
 594         /* Align RAM regions to page boundaries. */
 595         if (type == E820_RAM) {
 596                 start = PAGE_ALIGN(start);
 597                 end &= ~((phys_addr_t)PAGE_SIZE - 1);
 598         }
 599
 600         e820_add_region(start, end - start, type);
 601 }
 602
 603 static void __init xen_ignore_unusable(void)
 604 {
 605         struct e820entry *entry = xen_e820_map;
 606         unsigned int i;
 607
 608         for (i = 0; i < xen_e820_map_entries; i++, entry++) {
 609                 if (entry->type == E820_UNUSABLE)
 610                         entry->type = E820_RAM;
 611         }
 612 }
 613
 614 bool __init xen_is_e820_reserved(phys_addr_t start, phys_addr_t size)
 615 {
 616         struct e820entry *entry;
 617         unsigned mapcnt;
 618         phys_addr_t end;
 619
 620         if (!size)
 621                 return false;
 622
 623         end = start + size;
 624         entry = xen_e820_map;
 625
 626         for (mapcnt = 0; mapcnt < xen_e820_map_entries; mapcnt++) {
 627                 if (entry->type == E820_RAM && entry->addr <= start &&
 628                     (entry->addr + entry->size) >= end)
 629                         return false;
 630
 631                 entry++;
 632         }
 633
 634         return true;
 635 }
 636
 637 /*
 638  * Find a free area in physical memory not yet reserved and compliant with
 639  * E820 map.
 640  * Used to relocate pre-allocated areas like initrd or p2m list which are in
 641  * conflict with the to be used E820 map.
 642  * In case no area is found, return 0. Otherwise return the physical address
 643  * of the area which is already reserved for convenience.
 644  */
 645 phys_addr_t __init xen_find_free_area(phys_addr_t size)
 646 {
 647         unsigned mapcnt;
 648         phys_addr_t addr, start;
 649         struct e820entry *entry = xen_e820_map;
 650
 651         for (mapcnt = 0; mapcnt < xen_e820_map_entries; mapcnt++, entry++) {
 652                 if (entry->type != E820_RAM || entry->size < size)
 653                         continue;
 654                 start = entry->addr;
 655                 for (addr = start; addr < start + size; addr += PAGE_SIZE) {
 656                         if (!memblock_is_reserved(addr))
 657                                 continue;
 658                         start = addr + PAGE_SIZE;
 659                         if (start + size > entry->addr + entry->size)
 660                                 break;
 661                 }
 662                 if (addr >= start + size) {
 663                         memblock_reserve(start, size);
 664                         return start;
 665                 }
 666         }
 667
 668         return 0;
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Like memcpy, but with physical addresses for dest and src.
 673  */
 674 static void __init xen_phys_memcpy(phys_addr_t dest, phys_addr_t src,
 675                                    phys_addr_t n)
 676 {
 677         phys_addr_t dest_off, src_off, dest_len, src_len, len;
 678         void *from, *to;
 679
 680         while (n) {
 681                 dest_off = dest & ~PAGE_MASK;
 682                 src_off = src & ~PAGE_MASK;
 683                 dest_len = n;
 684                 if (dest_len > (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - dest_off)
 685                         dest_len = (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - dest_off;
 686                 src_len = n;
 687                 if (src_len > (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - src_off)
 688                         src_len = (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - src_off;
 689                 len = min(dest_len, src_len);
 690                 to = early_memremap(dest - dest_off, dest_len + dest_off);
 691                 from = early_memremap(src - src_off, src_len + src_off);
 692                 memcpy(to, from, len);
 693                 early_memunmap(to, dest_len + dest_off);
 694                 early_memunmap(from, src_len + src_off);
 695                 n -= len;
 696                 dest += len;
 697                 src += len;
 698         }
 699 }
 700
 701 /*
 702  * Reserve Xen mfn_list.
 703  */
 704 static void __init xen_reserve_xen_mfnlist(void)
 705 {
 706         phys_addr_t start, size;
 707
 708         if (xen_start_info->mfn_list >= __START_KERNEL_map) {
 709                 start = __pa(xen_start_info->mfn_list);
 710                 size = PFN_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
 711                                  sizeof(unsigned long));
 712         } else {
 713                 start = PFN_PHYS(xen_start_info->first_p2m_pfn);
 714                 size = PFN_PHYS(xen_start_info->nr_p2m_frames);
 715         }
 716
 717         memblock_reserve(start, size);
 718         if (!xen_is_e820_reserved(start, size))
 719                 return;
 720
 721 #ifdef CONFIG_X86_32
 722         /*
 723          * Relocating the p2m on 32 bit system to an arbitrary virtual address
 724          * is not supported, so just give up.
 725          */
 726         xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated p2m list conflicts with E820 map\n");
 727         BUG();
 728 #else
 729         xen_relocate_p2m();
 730         memblock_free(start, size);
 731 #endif
 732 }
 733
 734 /**
 735  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
 736  **/
 737 char * __init xen_memory_setup(void)
 738 {
 739         unsigned long max_pfn, pfn_s, n_pfns;
 740         phys_addr_t mem_end, addr, size, chunk_size;
 741         u32 type;
 742         int rc;
 743         struct xen_memory_map memmap;
 744         unsigned long max_pages;
 745         unsigned long extra_pages = 0;
 746         int i;
 747         int op;
 748
 749         xen_parse_512gb();
 750         max_pfn = xen_get_pages_limit();
 751         max_pfn = min(max_pfn, xen_start_info->nr_pages);
 752         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
 753
 754         memmap.nr_entries = E820MAX;
 755         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, xen_e820_map);
 756
 757         op = xen_initial_domain() ?
 758                 XENMEM_machine_memory_map :
 759                 XENMEM_memory_map;
 760         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
 761         if (rc == -ENOSYS) {
 762                 BUG_ON(xen_initial_domain());
 763                 memmap.nr_entries = 1;
 764                 xen_e820_map[0].addr = 0ULL;
 765                 xen_e820_map[0].size = mem_end;
 766                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
 767                 xen_e820_map[0].size += 8ULL << 20;
 768                 xen_e820_map[0].type = E820_RAM;
 769                 rc = 0;
 770         }
 771         BUG_ON(rc);
 772         BUG_ON(memmap.nr_entries == 0);
 773         xen_e820_map_entries = memmap.nr_entries;
 774
 775         /*
 776          * Xen won't allow a 1:1 mapping to be created to UNUSABLE
 777          * regions, so if we're using the machine memory map leave the
 778          * region as RAM as it is in the pseudo-physical map.
 779          *
 780          * UNUSABLE regions in domUs are not handled and will need
 781          * a patch in the future.
 782          */
 783         if (xen_initial_domain())
 784                 xen_ignore_unusable();
 785
 786         /* Make sure the Xen-supplied memory map is well-ordered. */
 787         sanitize_e820_map(xen_e820_map, ARRAY_SIZE(xen_e820_map),
 788                           &xen_e820_map_entries);
 789
 790         max_pages = xen_get_max_pages();
 791
 792         /* How many extra pages do we need due to remapping? */
 793         max_pages += xen_foreach_remap_area(max_pfn, xen_count_remap_pages);
 794
 795         if (max_pages > max_pfn)
 796                 extra_pages += max_pages - max_pfn;
 797
 798         /*
 799          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
 800          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
 801          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
 802          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
 803          * get completely filled.
 804          *
 805          * Make sure we have no memory above max_pages, as this area
 806          * isn't handled by the p2m management.
 807          *
 808          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
 809          * the initial memory is also very large with respect to
 810          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
 811          */
 812         extra_pages = min3(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
 813                            extra_pages, max_pages - max_pfn);
 814         i = 0;
 815         addr = xen_e820_map[0].addr;
 816         size = xen_e820_map[0].size;
 817         while (i < xen_e820_map_entries) {
 818                 bool discard = false;
 819
 820                 chunk_size = size;
 821                 type = xen_e820_map[i].type;
 822
 823                 if (type == E820_RAM) {
 824                         if (addr < mem_end) {
 825                                 chunk_size = min(size, mem_end - addr);
 826                         } else if (extra_pages) {
 827                                 chunk_size = min(size, PFN_PHYS(extra_pages));
 828                                 pfn_s = PFN_UP(addr);
 829                                 n_pfns = PFN_DOWN(addr + chunk_size) - pfn_s;
 830                                 extra_pages -= n_pfns;
 831                                 xen_add_extra_mem(pfn_s, n_pfns);
 832                                 xen_max_p2m_pfn = pfn_s + n_pfns;
 833                         } else
 834                                 discard = true;
 835                 }
 836
 837                 if (!discard)
 838                         xen_align_and_add_e820_region(addr, chunk_size, type);
 839
 840                 addr += chunk_size;
 841                 size -= chunk_size;
 842                 if (size == 0) {
 843                         i++;
 844                         if (i < xen_e820_map_entries) {
 845                                 addr = xen_e820_map[i].addr;
 846                                 size = xen_e820_map[i].size;
 847                         }
 848                 }
 849         }
 850
 851         /*
 852          * Set the rest as identity mapped, in case PCI BARs are
 853          * located here.
 854          */
 855         set_phys_range_identity(addr / PAGE_SIZE, ~0ul);
 856
 857         /*
 858          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
 859          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
 860          * about in there.
 861          */
 862         e820_add_region(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS,
 863                         E820_RESERVED);
 864
 865         sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map), &e820->nr_map);
 866
 867         /*
 868          * Check whether the kernel itself conflicts with the target E820 map.
 869          * Failing now is better than running into weird problems later due
 870          * to relocating (and even reusing) pages with kernel text or data.
 871          */
 872         if (xen_is_e820_reserved(__pa_symbol(_text),
 873                         __pa_symbol(__bss_stop) - __pa_symbol(_text))) {
 874                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated kernel memory conflicts with E820 map\n");
 875                 BUG();
 876         }
 877
 878         /*
 879          * Check for a conflict of the hypervisor supplied page tables with
 880          * the target E820 map.
 881          */
 882         xen_pt_check_e820();
 883
 884         xen_reserve_xen_mfnlist();
 885
 886         /* Check for a conflict of the initrd with the target E820 map. */
 887         if (xen_is_e820_reserved(boot_params.hdr.ramdisk_image,
 888                                  boot_params.hdr.ramdisk_size)) {
 889                 phys_addr_t new_area, start, size;
 890
 891                 new_area = xen_find_free_area(boot_params.hdr.ramdisk_size);
 892                 if (!new_area) {
 893                         xen_raw_console_write("Can't find new memory area for initrd needed due to E820 map conflict\n");
 894                         BUG();
 895                 }
 896
 897                 start = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 898                 size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 899                 xen_phys_memcpy(new_area, start, size);
 900                 pr_info("initrd moved from [mem %#010llx-%#010llx] to [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 901                         start, start + size, new_area, new_area + size);
 902                 memblock_free(start, size);
 903                 boot_params.hdr.ramdisk_image = new_area;
 904                 boot_params.ext_ramdisk_image = new_area >> 32;
 905         }
 906
 907         /*
 908          * Set identity map on non-RAM pages and prepare remapping the
 909          * underlying RAM.
 910          */
 911         xen_foreach_remap_area(max_pfn, xen_set_identity_and_remap_chunk);
 912
 913         pr_info("Released %ld page(s)\n", xen_released_pages);
 914
 915         return "Xen";
 916 }
 917
 918 /*
 919  * Machine specific memory setup for auto-translated guests.
 920  */
 921 char * __init xen_auto_xlated_memory_setup(void)
 922 {
 923         struct xen_memory_map memmap;
 924         int i;
 925         int rc;
 926
 927         memmap.nr_entries = E820MAX;
 928         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, xen_e820_map);
 929
 930         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_memory_map, &memmap);
 931         if (rc < 0)
 932                 panic("No memory map (%d)\n", rc);
 933
 934         xen_e820_map_entries = memmap.nr_entries;
 935
 936         sanitize_e820_map(xen_e820_map, ARRAY_SIZE(xen_e820_map),
 937                           &xen_e820_map_entries);
 938
 939         for (i = 0; i < xen_e820_map_entries; i++)
 940                 e820_add_region(xen_e820_map[i].addr, xen_e820_map[i].size,
 941                                 xen_e820_map[i].type);
 942
 943         /* Remove p2m info, it is not needed. */
 944         xen_start_info->mfn_list = 0;
 945         xen_start_info->first_p2m_pfn = 0;
 946         xen_start_info->nr_p2m_frames = 0;
 947
 948         return "Xen";
 949 }
 950
 951 /*
 952  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
 953  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
 954  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
 955  */
 956 static void __init fiddle_vdso(void)
 957 {
 958 #ifdef CONFIG_X86_32
 959         u32 *mask = vdso_image_32.data +
 960                 vdso_image_32.sym_VDSO32_NOTE_MASK;
 961         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 962 #endif
 963 }
 964
 965 static int register_callback(unsigned type, const void *func)
 966 {
 967         struct callback_register callback = {
 968                 .type = type,
 969                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
 970                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
 971         };
 972
 973         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
 974 }
 975
 976 void xen_enable_sysenter(void)
 977 {
 978         int ret;
 979         unsigned sysenter_feature;
 980
 981 #ifdef CONFIG_X86_32
 982         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
 983 #else
 984         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
 985 #endif
 986
 987         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
 988                 return;
 989
 990         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
 991         if(ret != 0)
 992                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
 993 }
 994
 995 void xen_enable_syscall(void)
 996 {
 997 #ifdef CONFIG_X86_64
 998         int ret;
 999
1000         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
1001         if (ret != 0) {
1002                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
1003                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
1004                    mechanism for syscalls. */
1005         }
1006
1007         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
1008                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
1009                                         xen_syscall32_target);
1010                 if (ret != 0)
1011                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
1012         }
1013 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1014 }
1015
1016 void __init xen_pvmmu_arch_setup(void)
1017 {
1018         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
1019         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
1020
1021         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
1022                              VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
1023
1024         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
1025             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
1026                 BUG();
1027
1028         xen_enable_sysenter();
1029         xen_enable_syscall();
1030 }
1031
1032 /* This function is not called for HVM domains */
1033 void __init xen_arch_setup(void)
1034 {
1035         xen_panic_handler_init();
1036         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1037                 xen_pvmmu_arch_setup();
1038
1039 #ifdef CONFIG_ACPI
1040         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
1041                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
1042                 disable_acpi();
1043         }
1044 #endif
1045
1046         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
1047                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
1048                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
1049
1050         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
1051         disable_cpuidle();
1052         disable_cpufreq();
1053         WARN_ON(xen_set_default_idle());
1054         fiddle_vdso();
1055 #ifdef CONFIG_NUMA
1056         numa_off = 1;
1057 #endif
1058 }