arch/i386/kernel/vmi.c

   1 /*
   2  * VMI specific paravirt-ops implementation
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005, VMware, Inc.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  12  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  14  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
  15  * details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20  *
  21  * Send feedback to zach@vmware.com
  22  *
  23  */
  24
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/cpu.h>
  27 #include <linux/bootmem.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <asm/vmi.h>
  30 #include <asm/io.h>
  31 #include <asm/fixmap.h>
  32 #include <asm/apicdef.h>
  33 #include <asm/apic.h>
  34 #include <asm/processor.h>
  35 #include <asm/timer.h>
  36 #include <asm/vmi_time.h>
  37 #include <asm/kmap_types.h>
  38
  39 /* Convenient for calling VMI functions indirectly in the ROM */
  40 typedef u32 __attribute__((regparm(1))) (VROMFUNC)(void);
  41 typedef u64 __attribute__((regparm(2))) (VROMLONGFUNC)(int);
  42
  43 #define call_vrom_func(rom,func) \
  44    (((VROMFUNC *)(rom->func))())
  45
  46 #define call_vrom_long_func(rom,func,arg) \
  47    (((VROMLONGFUNC *)(rom->func)) (arg))
  48
  49 static struct vrom_header *vmi_rom;
  50 static int disable_pge;
  51 static int disable_pse;
  52 static int disable_sep;
  53 static int disable_tsc;
  54 static int disable_mtrr;
  55 static int disable_noidle;
  56 static int disable_vmi_timer;
  57
  58 /* Cached VMI operations */
  59 static struct {
  60         void (*cpuid)(void /* non-c */);
  61         void (*_set_ldt)(u32 selector);
  62         void (*set_tr)(u32 selector);
  63         void (*set_kernel_stack)(u32 selector, u32 esp0);
  64         void (*allocate_page)(u32, u32, u32, u32, u32);
  65         void (*release_page)(u32, u32);
  66         void (*set_pte)(pte_t, pte_t *, unsigned);
  67         void (*update_pte)(pte_t *, unsigned);
  68         void (*set_linear_mapping)(int, u32, u32, u32);
  69         void (*flush_tlb)(int);
  70         void (*set_initial_ap_state)(int, int);
  71         void (*halt)(void);
  72         void (*set_lazy_mode)(int mode);
  73 } vmi_ops;
  74
  75 /* XXX move this to alternative.h */
  76 extern struct paravirt_patch __start_parainstructions[],
  77         __stop_parainstructions[];
  78
  79 /*
  80  * VMI patching routines.
  81  */
  82 #define MNEM_CALL 0xe8
  83 #define MNEM_JMP  0xe9
  84 #define MNEM_RET  0xc3
  85
  86 #define IRQ_PATCH_INT_MASK 0
  87 #define IRQ_PATCH_DISABLE  5
  88
  89 static inline void patch_offset(unsigned char *eip, unsigned char *dest)
  90 {
  91         *(unsigned long *)(eip+1) = dest-eip-5;
  92 }
  93
  94 static unsigned patch_internal(int call, unsigned len, void *insns)
  95 {
  96         u64 reloc;
  97         struct vmi_relocation_info *const rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
  98         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, call);
  99         switch(rel->type) {
 100                 case VMI_RELOCATION_CALL_REL:
 101                         BUG_ON(len < 5);
 102                         *(char *)insns = MNEM_CALL;
 103                         patch_offset(insns, rel->eip);
 104                         return 5;
 105
 106                 case VMI_RELOCATION_JUMP_REL:
 107                         BUG_ON(len < 5);
 108                         *(char *)insns = MNEM_JMP;
 109                         patch_offset(insns, rel->eip);
 110                         return 5;
 111
 112                 case VMI_RELOCATION_NOP:
 113                         /* obliterate the whole thing */
 114                         return 0;
 115
 116                 case VMI_RELOCATION_NONE:
 117                         /* leave native code in place */
 118                         break;
 119
 120                 default:
 121                         BUG();
 122         }
 123         return len;
 124 }
 125
 126 /*
 127  * Apply patch if appropriate, return length of new instruction
 128  * sequence.  The callee does nop padding for us.
 129  */
 130 static unsigned vmi_patch(u8 type, u16 clobbers, void *insns, unsigned len)
 131 {
 132         switch (type) {
 133                 case PARAVIRT_PATCH(irq_disable):
 134                         return patch_internal(VMI_CALL_DisableInterrupts, len, insns);
 135                 case PARAVIRT_PATCH(irq_enable):
 136                         return patch_internal(VMI_CALL_EnableInterrupts, len, insns);
 137                 case PARAVIRT_PATCH(restore_fl):
 138                         return patch_internal(VMI_CALL_SetInterruptMask, len, insns);
 139                 case PARAVIRT_PATCH(save_fl):
 140                         return patch_internal(VMI_CALL_GetInterruptMask, len, insns);
 141                 case PARAVIRT_PATCH(iret):
 142                         return patch_internal(VMI_CALL_IRET, len, insns);
 143                 case PARAVIRT_PATCH(irq_enable_sysexit):
 144                         return patch_internal(VMI_CALL_SYSEXIT, len, insns);
 145                 default:
 146                         break;
 147         }
 148         return len;
 149 }
 150
 151 /* CPUID has non-C semantics, and paravirt-ops API doesn't match hardware ISA */
 152 static void vmi_cpuid(unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
 153                                unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
 154 {
 155         int override = 0;
 156         if (*eax == 1)
 157                 override = 1;
 158         asm volatile ("call *%6"
 159                       : "=a" (*eax),
 160                         "=b" (*ebx),
 161                         "=c" (*ecx),
 162                         "=d" (*edx)
 163                       : "0" (*eax), "2" (*ecx), "r" (vmi_ops.cpuid));
 164         if (override) {
 165                 if (disable_pse)
 166                         *edx &= ~X86_FEATURE_PSE;
 167                 if (disable_pge)
 168                         *edx &= ~X86_FEATURE_PGE;
 169                 if (disable_sep)
 170                         *edx &= ~X86_FEATURE_SEP;
 171                 if (disable_tsc)
 172                         *edx &= ~X86_FEATURE_TSC;
 173                 if (disable_mtrr)
 174                         *edx &= ~X86_FEATURE_MTRR;
 175         }
 176 }
 177
 178 static inline void vmi_maybe_load_tls(struct desc_struct *gdt, int nr, struct desc_struct *new)
 179 {
 180         if (gdt[nr].a != new->a || gdt[nr].b != new->b)
 181                 write_gdt_entry(gdt, nr, new->a, new->b);
 182 }
 183
 184 static void vmi_load_tls(struct thread_struct *t, unsigned int cpu)
 185 {
 186         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
 187         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 0, &t->tls_array[0]);
 188         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 1, &t->tls_array[1]);
 189         vmi_maybe_load_tls(gdt, GDT_ENTRY_TLS_MIN + 2, &t->tls_array[2]);
 190 }
 191
 192 static void vmi_set_ldt(const void *addr, unsigned entries)
 193 {
 194         unsigned cpu = smp_processor_id();
 195         u32 low, high;
 196
 197         pack_descriptor(&low, &high, (unsigned long)addr,
 198                         entries * sizeof(struct desc_struct) - 1,
 199                         DESCTYPE_LDT, 0);
 200         write_gdt_entry(get_cpu_gdt_table(cpu), GDT_ENTRY_LDT, low, high);
 201         vmi_ops._set_ldt(entries ? GDT_ENTRY_LDT*sizeof(struct desc_struct) : 0);
 202 }
 203
 204 static void vmi_set_tr(void)
 205 {
 206         vmi_ops.set_tr(GDT_ENTRY_TSS*sizeof(struct desc_struct));
 207 }
 208
 209 static void vmi_load_esp0(struct tss_struct *tss,
 210                                    struct thread_struct *thread)
 211 {
 212         tss->x86_tss.esp0 = thread->esp0;
 213
 214         /* This can only happen when SEP is enabled, no need to test "SEP"arately */
 215         if (unlikely(tss->x86_tss.ss1 != thread->sysenter_cs)) {
 216                 tss->x86_tss.ss1 = thread->sysenter_cs;
 217                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, thread->sysenter_cs, 0);
 218         }
 219         vmi_ops.set_kernel_stack(__KERNEL_DS, tss->x86_tss.esp0);
 220 }
 221
 222 static void vmi_flush_tlb_user(void)
 223 {
 224         vmi_ops.flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB);
 225 }
 226
 227 static void vmi_flush_tlb_kernel(void)
 228 {
 229         vmi_ops.flush_tlb(VMI_FLUSH_TLB | VMI_FLUSH_GLOBAL);
 230 }
 231
 232 /* Stub to do nothing at all; used for delays and unimplemented calls */
 233 static void vmi_nop(void)
 234 {
 235 }
 236
 237 /* For NO_IDLE_HZ, we stop the clock when halting the kernel */
 238 static fastcall void vmi_safe_halt(void)
 239 {
 240         int idle = vmi_stop_hz_timer();
 241         vmi_ops.halt();
 242         if (idle) {
 243                 local_irq_disable();
 244                 vmi_account_time_restart_hz_timer();
 245                 local_irq_enable();
 246         }
 247 }
 248
 249 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGE_TYPE
 250
 251 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 252 #define MAX_BOOT_PTS (2048+4+1)
 253 #else
 254 #define MAX_BOOT_PTS (1024+1)
 255 #endif
 256
 257 /*
 258  * During boot, mem_map is not yet available in paging_init, so stash
 259  * all the boot page allocations here.
 260  */
 261 static struct {
 262         u32 pfn;
 263         int type;
 264 } boot_page_allocations[MAX_BOOT_PTS];
 265 static int num_boot_page_allocations;
 266 static int boot_allocations_applied;
 267
 268 void vmi_apply_boot_page_allocations(void)
 269 {
 270         int i;
 271         BUG_ON(!mem_map);
 272         for (i = 0; i < num_boot_page_allocations; i++) {
 273                 struct page *page = pfn_to_page(boot_page_allocations[i].pfn);
 274                 page->type = boot_page_allocations[i].type;
 275                 page->type = boot_page_allocations[i].type &
 276                                 ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 277         }
 278         boot_allocations_applied = 1;
 279 }
 280
 281 static void record_page_type(u32 pfn, int type)
 282 {
 283         BUG_ON(num_boot_page_allocations >= MAX_BOOT_PTS);
 284         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].pfn = pfn;
 285         boot_page_allocations[num_boot_page_allocations].type = type;
 286         num_boot_page_allocations++;
 287 }
 288
 289 static void check_zeroed_page(u32 pfn, int type, struct page *page)
 290 {
 291         u32 *ptr;
 292         int i;
 293         int limit = PAGE_SIZE / sizeof(int);
 294
 295         if (page_address(page))
 296                 ptr = (u32 *)page_address(page);
 297         else
 298                 ptr = (u32 *)__va(pfn << PAGE_SHIFT);
 299         /*
 300          * When cloning the root in non-PAE mode, only the userspace
 301          * pdes need to be zeroed.
 302          */
 303         if (type & VMI_PAGE_CLONE)
 304                 limit = USER_PTRS_PER_PGD;
 305         for (i = 0; i < limit; i++)
 306                 BUG_ON(ptr[i]);
 307 }
 308
 309 /*
 310  * We stash the page type into struct page so we can verify the page
 311  * types are used properly.
 312  */
 313 static void vmi_set_page_type(u32 pfn, int type)
 314 {
 315         /* PAE can have multiple roots per page - don't track */
 316         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
 317                 return;
 318
 319         if (boot_allocations_applied) {
 320                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 321                 if (type != VMI_PAGE_NORMAL)
 322                         BUG_ON(page->type);
 323                 else
 324                         BUG_ON(page->type == VMI_PAGE_NORMAL);
 325                 page->type = type & ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 326                 if (type & VMI_PAGE_ZEROED)
 327                         check_zeroed_page(pfn, type, page);
 328         } else {
 329                 record_page_type(pfn, type);
 330         }
 331 }
 332
 333 static void vmi_check_page_type(u32 pfn, int type)
 334 {
 335         /* PAE can have multiple roots per page - skip checks */
 336         if (PTRS_PER_PMD > 1 && (type & VMI_PAGE_PDP))
 337                 return;
 338
 339         type &= ~(VMI_PAGE_ZEROED | VMI_PAGE_CLONE);
 340         if (boot_allocations_applied) {
 341                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 342                 BUG_ON((page->type ^ type) & VMI_PAGE_PAE);
 343                 BUG_ON(type == VMI_PAGE_NORMAL && page->type);
 344                 BUG_ON((type & page->type) == 0);
 345         }
 346 }
 347 #else
 348 #define vmi_set_page_type(p,t) do { } while (0)
 349 #define vmi_check_page_type(p,t) do { } while (0)
 350 #endif
 351
 352 static void vmi_map_pt_hook(int type, pte_t *va, u32 pfn)
 353 {
 354         /*
 355          * Internally, the VMI ROM must map virtual addresses to physical
 356          * addresses for processing MMU updates.  By the time MMU updates
 357          * are issued, this information is typically already lost.
 358          * Fortunately, the VMI provides a cache of mapping slots for active
 359          * page tables.
 360          *
 361          * We use slot zero for the linear mapping of physical memory, and
 362          * in HIGHPTE kernels, slot 1 and 2 for KM_PTE0 and KM_PTE1.
 363          *
 364          *  args:                 SLOT                 VA    COUNT PFN
 365          */
 366         BUG_ON(type != KM_PTE0 && type != KM_PTE1);
 367         vmi_ops.set_linear_mapping((type - KM_PTE0)+1, (u32)va, 1, pfn);
 368 }
 369
 370 static void vmi_allocate_pt(u32 pfn)
 371 {
 372         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L1);
 373         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L1, 0, 0, 0);
 374 }
 375
 376 static void vmi_allocate_pd(u32 pfn)
 377 {
 378         /*
 379          * This call comes in very early, before mem_map is setup.
 380          * It is called only for swapper_pg_dir, which already has
 381          * data on it.
 382          */
 383         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2);
 384         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2, 0, 0, 0);
 385 }
 386
 387 static void vmi_allocate_pd_clone(u32 pfn, u32 clonepfn, u32 start, u32 count)
 388 {
 389         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE);
 390         vmi_check_page_type(clonepfn, VMI_PAGE_L2);
 391         vmi_ops.allocate_page(pfn, VMI_PAGE_L2 | VMI_PAGE_CLONE, clonepfn, start, count);
 392 }
 393
 394 static void vmi_release_pt(u32 pfn)
 395 {
 396         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L1);
 397         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
 398 }
 399
 400 static void vmi_release_pd(u32 pfn)
 401 {
 402         vmi_ops.release_page(pfn, VMI_PAGE_L2);
 403         vmi_set_page_type(pfn, VMI_PAGE_NORMAL);
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Helper macros for MMU update flags.  We can defer updates until a flush
 408  * or page invalidation only if the update is to the current address space
 409  * (otherwise, there is no flush).  We must check against init_mm, since
 410  * this could be a kernel update, which usually passes init_mm, although
 411  * sometimes this check can be skipped if we know the particular function
 412  * is only called on user mode PTEs.  We could change the kernel to pass
 413  * current->active_mm here, but in particular, I was unsure if changing
 414  * mm/highmem.c to do this would still be correct on other architectures.
 415  */
 416 #define is_current_as(mm, mustbeuser) ((mm) == current->active_mm ||    \
 417                                        (!mustbeuser && (mm) == &init_mm))
 418 #define vmi_flags_addr(mm, addr, level, user)                           \
 419         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 420                 (VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 421 #define vmi_flags_addr_defer(mm, addr, level, user)                     \
 422         ((level) | (is_current_as(mm, user) ?                           \
 423                 (VMI_PAGE_DEFER | VMI_PAGE_CURRENT_AS | ((addr) & VMI_PAGE_VA_MASK)) : 0))
 424
 425 static void vmi_update_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 426 {
 427         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 428         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 429 }
 430
 431 static void vmi_update_pte_defer(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 432 {
 433         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 434         vmi_ops.update_pte(ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 435 }
 436
 437 static void vmi_set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 438 {
 439         /* XXX because of set_pmd_pte, this can be called on PT or PD layers */
 440         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE | VMI_PAGE_PD);
 441         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, VMI_PAGE_PT);
 442 }
 443
 444 static void vmi_set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 445 {
 446         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 447         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 448 }
 449
 450 static void vmi_set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmdval)
 451 {
 452 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 453         const pte_t pte = { pmdval.pmd, pmdval.pmd >> 32 };
 454         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
 455 #else
 456         const pte_t pte = { pmdval.pud.pgd.pgd };
 457         vmi_check_page_type(__pa(pmdp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
 458 #endif
 459         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmdp, VMI_PAGE_PD);
 460 }
 461
 462 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 463
 464 static void vmi_set_pte_atomic(pte_t *ptep, pte_t pteval)
 465 {
 466         /*
 467          * XXX This is called from set_pmd_pte, but at both PT
 468          * and PD layers so the VMI_PAGE_PT flag is wrong.  But
 469          * it is only called for large page mapping changes,
 470          * the Xen backend, doesn't support large pages, and the
 471          * ESX backend doesn't depend on the flag.
 472          */
 473         set_64bit((unsigned long long *)ptep,pte_val(pteval));
 474         vmi_ops.update_pte(ptep, VMI_PAGE_PT);
 475 }
 476
 477 static void vmi_set_pte_present(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep, pte_t pte)
 478 {
 479         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 480         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr_defer(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 1));
 481 }
 482
 483 static void vmi_set_pud(pud_t *pudp, pud_t pudval)
 484 {
 485         /* Um, eww */
 486         const pte_t pte = { pudval.pgd.pgd, pudval.pgd.pgd >> 32 };
 487         vmi_check_page_type(__pa(pudp) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PGD);
 488         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pudp, VMI_PAGE_PDP);
 489 }
 490
 491 static void vmi_pte_clear(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
 492 {
 493         const pte_t pte = { 0 };
 494         vmi_check_page_type(__pa(ptep) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PTE);
 495         vmi_ops.set_pte(pte, ptep, vmi_flags_addr(mm, addr, VMI_PAGE_PT, 0));
 496 }
 497
 498 static void vmi_pmd_clear(pmd_t *pmd)
 499 {
 500         const pte_t pte = { 0 };
 501         vmi_check_page_type(__pa(pmd) >> PAGE_SHIFT, VMI_PAGE_PMD);
 502         vmi_ops.set_pte(pte, (pte_t *)pmd, VMI_PAGE_PD);
 503 }
 504 #endif
 505
 506 #ifdef CONFIG_SMP
 507 static void __devinit
 508 vmi_startup_ipi_hook(int phys_apicid, unsigned long start_eip,
 509                      unsigned long start_esp)
 510 {
 511         struct vmi_ap_state ap;
 512
 513         /* Default everything to zero.  This is fine for most GPRs. */
 514         memset(&ap, 0, sizeof(struct vmi_ap_state));
 515
 516         ap.gdtr_limit = GDT_SIZE - 1;
 517         ap.gdtr_base = (unsigned long) get_cpu_gdt_table(phys_apicid);
 518
 519         ap.idtr_limit = IDT_ENTRIES * 8 - 1;
 520         ap.idtr_base = (unsigned long) idt_table;
 521
 522         ap.ldtr = 0;
 523
 524         ap.cs = __KERNEL_CS;
 525         ap.eip = (unsigned long) start_eip;
 526         ap.ss = __KERNEL_DS;
 527         ap.esp = (unsigned long) start_esp;
 528
 529         ap.ds = __USER_DS;
 530         ap.es = __USER_DS;
 531         ap.fs = __KERNEL_PERCPU;
 532         ap.gs = 0;
 533
 534         ap.eflags = 0;
 535
 536 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 537         /* efer should match BSP efer. */
 538         if (cpu_has_nx) {
 539                 unsigned l, h;
 540                 rdmsr(MSR_EFER, l, h);
 541                 ap.efer = (unsigned long long) h << 32 | l;
 542         }
 543 #endif
 544
 545         ap.cr3 = __pa(swapper_pg_dir);
 546         /* Protected mode, paging, AM, WP, NE, MP. */
 547         ap.cr0 = 0x80050023;
 548         ap.cr4 = mmu_cr4_features;
 549         vmi_ops.set_initial_ap_state((u32)&ap, phys_apicid);
 550 }
 551 #endif
 552
 553 static void vmi_set_lazy_mode(int mode)
 554 {
 555         static DEFINE_PER_CPU(int, lazy_mode);
 556
 557         if (!vmi_ops.set_lazy_mode)
 558                 return;
 559
 560         /* Modes should never nest or overlap */
 561         BUG_ON(__get_cpu_var(lazy_mode) && !(mode == PARAVIRT_LAZY_NONE ||
 562                                              mode == PARAVIRT_LAZY_FLUSH));
 563
 564         if (mode == PARAVIRT_LAZY_FLUSH) {
 565                 vmi_ops.set_lazy_mode(0);
 566                 vmi_ops.set_lazy_mode(__get_cpu_var(lazy_mode));
 567         } else {
 568                 vmi_ops.set_lazy_mode(mode);
 569                 __get_cpu_var(lazy_mode) = mode;
 570         }
 571 }
 572
 573 static inline int __init check_vmi_rom(struct vrom_header *rom)
 574 {
 575         struct pci_header *pci;
 576         struct pnp_header *pnp;
 577         const char *manufacturer = "UNKNOWN";
 578         const char *product = "UNKNOWN";
 579         const char *license = "unspecified";
 580
 581         if (rom->rom_signature != 0xaa55)
 582                 return 0;
 583         if (rom->vrom_signature != VMI_SIGNATURE)
 584                 return 0;
 585         if (rom->api_version_maj != VMI_API_REV_MAJOR ||
 586             rom->api_version_min+1 < VMI_API_REV_MINOR+1) {
 587                 printk(KERN_WARNING "VMI: Found mismatched rom version %d.%d\n",
 588                                 rom->api_version_maj,
 589                                 rom->api_version_min);
 590                 return 0;
 591         }
 592
 593         /*
 594          * Relying on the VMI_SIGNATURE field is not 100% safe, so check
 595          * the PCI header and device type to make sure this is really a
 596          * VMI device.
 597          */
 598         if (!rom->pci_header_offs) {
 599                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM does not contain PCI header.\n");
 600                 return 0;
 601         }
 602
 603         pci = (struct pci_header *)((char *)rom+rom->pci_header_offs);
 604         if (pci->vendorID != PCI_VENDOR_ID_VMWARE ||
 605             pci->deviceID != PCI_DEVICE_ID_VMWARE_VMI) {
 606                 /* Allow it to run... anyways, but warn */
 607                 printk(KERN_WARNING "VMI: ROM from unknown manufacturer\n");
 608         }
 609
 610         if (rom->pnp_header_offs) {
 611                 pnp = (struct pnp_header *)((char *)rom+rom->pnp_header_offs);
 612                 if (pnp->manufacturer_offset)
 613                         manufacturer = (const char *)rom+pnp->manufacturer_offset;
 614                 if (pnp->product_offset)
 615                         product = (const char *)rom+pnp->product_offset;
 616         }
 617
 618         if (rom->license_offs)
 619                 license = (char *)rom+rom->license_offs;
 620
 621         printk(KERN_INFO "VMI: Found %s %s, API version %d.%d, ROM version %d.%d\n",
 622                 manufacturer, product,
 623                 rom->api_version_maj, rom->api_version_min,
 624                 pci->rom_version_maj, pci->rom_version_min);
 625
 626         /* Don't allow BSD/MIT here for now because we don't want to end up
 627            with any binary only shim layers */
 628         if (strcmp(license, "GPL") && strcmp(license, "GPL v2")) {
 629                 printk(KERN_WARNING "VMI: Non GPL license `%s' found for ROM. Not used.\n",
 630                         license);
 631                 return 0;
 632         }
 633
 634         return 1;
 635 }
 636
 637 /*
 638  * Probe for the VMI option ROM
 639  */
 640 static inline int __init probe_vmi_rom(void)
 641 {
 642         unsigned long base;
 643
 644         /* VMI ROM is in option ROM area, check signature */
 645         for (base = 0xC0000; base < 0xE0000; base += 2048) {
 646                 struct vrom_header *romstart;
 647                 romstart = (struct vrom_header *)isa_bus_to_virt(base);
 648                 if (check_vmi_rom(romstart)) {
 649                         vmi_rom = romstart;
 650                         return 1;
 651                 }
 652         }
 653         return 0;
 654 }
 655
 656 /*
 657  * VMI setup common to all processors
 658  */
 659 void vmi_bringup(void)
 660 {
 661         /* We must establish the lowmem mapping for MMU ops to work */
 662         if (vmi_ops.set_linear_mapping)
 663                 vmi_ops.set_linear_mapping(0, __PAGE_OFFSET, max_low_pfn, 0);
 664 }
 665
 666 /*
 667  * Return a pointer to a VMI function or NULL if unimplemented
 668  */
 669 static void *vmi_get_function(int vmicall)
 670 {
 671         u64 reloc;
 672         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 673         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, vmicall);
 674         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);
 675         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)
 676                 return (void *)rel->eip;
 677         else
 678                 return NULL;
 679 }
 680
 681 /*
 682  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 683  * For unimplemented operations, fall back to default, unless nop
 684  * is returned by the ROM.
 685  */
 686 #define para_fill(opname, vmicall)                              \
 687 do {                                                            \
 688         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 689                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 690         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL)               \
 691                 paravirt_ops.opname = (void *)rel->eip;         \
 692         else if (rel->type == VMI_RELOCATION_NOP)               \
 693                 paravirt_ops.opname = (void *)vmi_nop;          \
 694         else if (rel->type != VMI_RELOCATION_NONE)              \
 695                 printk(KERN_WARNING "VMI: Unknown relocation "  \
 696                                     "type %d for " #vmicall"\n",\
 697                                         rel->type);             \
 698 } while (0)
 699
 700 /*
 701  * Helper macro for making the VMI paravirt-ops fill code readable.
 702  * For cached operations which do not match the VMI ROM ABI and must
 703  * go through a tranlation stub.  Ignore NOPs, since it is not clear
 704  * a NOP * VMI function corresponds to a NOP paravirt-op when the
 705  * functions are not in 1-1 correspondence.
 706  */
 707 #define para_wrap(opname, wrapper, cache, vmicall)              \
 708 do {                                                            \
 709         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc,         \
 710                                     VMI_CALL_##vmicall);        \
 711         BUG_ON(rel->type == VMI_RELOCATION_JUMP_REL);           \
 712         if (rel->type == VMI_RELOCATION_CALL_REL) {             \
 713                 paravirt_ops.opname = wrapper;                  \
 714                 vmi_ops.cache = (void *)rel->eip;               \
 715         }                                                       \
 716 } while (0)
 717
 718
 719 /*
 720  * Activate the VMI interface and switch into paravirtualized mode
 721  */
 722 static inline int __init activate_vmi(void)
 723 {
 724         short kernel_cs;
 725         u64 reloc;
 726         const struct vmi_relocation_info *rel = (struct vmi_relocation_info *)&reloc;
 727
 728         if (call_vrom_func(vmi_rom, vmi_init) != 0) {
 729                 printk(KERN_ERR "VMI ROM failed to initialize!");
 730                 return 0;
 731         }
 732         savesegment(cs, kernel_cs);
 733
 734         paravirt_ops.paravirt_enabled = 1;
 735         paravirt_ops.kernel_rpl = kernel_cs & SEGMENT_RPL_MASK;
 736
 737         paravirt_ops.patch = vmi_patch;
 738         paravirt_ops.name = "vmi";
 739
 740         /*
 741          * Many of these operations are ABI compatible with VMI.
 742          * This means we can fill in the paravirt-ops with direct
 743          * pointers into the VMI ROM.  If the calling convention for
 744          * these operations changes, this code needs to be updated.
 745          *
 746          * Exceptions
 747          *  CPUID paravirt-op uses pointers, not the native ISA
 748          *  halt has no VMI equivalent; all VMI halts are "safe"
 749          *  no MSR support yet - just trap and emulate.  VMI uses the
 750          *    same ABI as the native ISA, but Linux wants exceptions
 751          *    from bogus MSR read / write handled
 752          *  rdpmc is not yet used in Linux
 753          */
 754
 755         /* CPUID is special, so very special it gets wrapped like a present */
 756         para_wrap(cpuid, vmi_cpuid, cpuid, CPUID);
 757
 758         para_fill(clts, CLTS);
 759         para_fill(get_debugreg, GetDR);
 760         para_fill(set_debugreg, SetDR);
 761         para_fill(read_cr0, GetCR0);
 762         para_fill(read_cr2, GetCR2);
 763         para_fill(read_cr3, GetCR3);
 764         para_fill(read_cr4, GetCR4);
 765         para_fill(write_cr0, SetCR0);
 766         para_fill(write_cr2, SetCR2);
 767         para_fill(write_cr3, SetCR3);
 768         para_fill(write_cr4, SetCR4);
 769         para_fill(save_fl, GetInterruptMask);
 770         para_fill(restore_fl, SetInterruptMask);
 771         para_fill(irq_disable, DisableInterrupts);
 772         para_fill(irq_enable, EnableInterrupts);
 773
 774         para_fill(wbinvd, WBINVD);
 775         para_fill(read_tsc, RDTSC);
 776
 777         /* The following we emulate with trap and emulate for now */
 778         /* paravirt_ops.read_msr = vmi_rdmsr */
 779         /* paravirt_ops.write_msr = vmi_wrmsr */
 780         /* paravirt_ops.rdpmc = vmi_rdpmc */
 781
 782         /* TR interface doesn't pass TR value, wrap */
 783         para_wrap(load_tr_desc, vmi_set_tr, set_tr, SetTR);
 784
 785         /* LDT is special, too */
 786         para_wrap(set_ldt, vmi_set_ldt, _set_ldt, SetLDT);
 787
 788         para_fill(load_gdt, SetGDT);
 789         para_fill(load_idt, SetIDT);
 790         para_fill(store_gdt, GetGDT);
 791         para_fill(store_idt, GetIDT);
 792         para_fill(store_tr, GetTR);
 793         paravirt_ops.load_tls = vmi_load_tls;
 794         para_fill(write_ldt_entry, WriteLDTEntry);
 795         para_fill(write_gdt_entry, WriteGDTEntry);
 796         para_fill(write_idt_entry, WriteIDTEntry);
 797         para_wrap(load_esp0, vmi_load_esp0, set_kernel_stack, UpdateKernelStack);
 798         para_fill(set_iopl_mask, SetIOPLMask);
 799         para_fill(io_delay, IODelay);
 800         para_wrap(set_lazy_mode, vmi_set_lazy_mode, set_lazy_mode, SetLazyMode);
 801
 802         /* user and kernel flush are just handled with different flags to FlushTLB */
 803         para_wrap(flush_tlb_user, vmi_flush_tlb_user, flush_tlb, FlushTLB);
 804         para_wrap(flush_tlb_kernel, vmi_flush_tlb_kernel, flush_tlb, FlushTLB);
 805         para_fill(flush_tlb_single, InvalPage);
 806
 807         /*
 808          * Until a standard flag format can be agreed on, we need to
 809          * implement these as wrappers in Linux.  Get the VMI ROM
 810          * function pointers for the two backend calls.
 811          */
 812 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 813         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxELong);
 814         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxELong);
 815 #else
 816         vmi_ops.set_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_SetPxE);
 817         vmi_ops.update_pte = vmi_get_function(VMI_CALL_UpdatePxE);
 818 #endif
 819
 820         if (vmi_ops.set_pte) {
 821                 paravirt_ops.set_pte = vmi_set_pte;
 822                 paravirt_ops.set_pte_at = vmi_set_pte_at;
 823                 paravirt_ops.set_pmd = vmi_set_pmd;
 824 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 825                 paravirt_ops.set_pte_atomic = vmi_set_pte_atomic;
 826                 paravirt_ops.set_pte_present = vmi_set_pte_present;
 827                 paravirt_ops.set_pud = vmi_set_pud;
 828                 paravirt_ops.pte_clear = vmi_pte_clear;
 829                 paravirt_ops.pmd_clear = vmi_pmd_clear;
 830 #endif
 831         }
 832
 833         if (vmi_ops.update_pte) {
 834                 paravirt_ops.pte_update = vmi_update_pte;
 835                 paravirt_ops.pte_update_defer = vmi_update_pte_defer;
 836         }
 837
 838         vmi_ops.allocate_page = vmi_get_function(VMI_CALL_AllocatePage);
 839         if (vmi_ops.allocate_page) {
 840                 paravirt_ops.alloc_pt = vmi_allocate_pt;
 841                 paravirt_ops.alloc_pd = vmi_allocate_pd;
 842                 paravirt_ops.alloc_pd_clone = vmi_allocate_pd_clone;
 843         }
 844
 845         vmi_ops.release_page = vmi_get_function(VMI_CALL_ReleasePage);
 846         if (vmi_ops.release_page) {
 847                 paravirt_ops.release_pt = vmi_release_pt;
 848                 paravirt_ops.release_pd = vmi_release_pd;
 849         }
 850 #if 0
 851         para_wrap(map_pt_hook, vmi_map_pt_hook, set_linear_mapping,
 852                   SetLinearMapping);
 853 #endif
 854
 855         /*
 856          * These MUST always be patched.  Don't support indirect jumps
 857          * through these operations, as the VMI interface may use either
 858          * a jump or a call to get to these operations, depending on
 859          * the backend.  They are performance critical anyway, so requiring
 860          * a patch is not a big problem.
 861          */
 862         paravirt_ops.irq_enable_sysexit = (void *)0xfeedbab0;
 863         paravirt_ops.iret = (void *)0xbadbab0;
 864
 865 #ifdef CONFIG_SMP
 866         para_wrap(startup_ipi_hook, vmi_startup_ipi_hook, set_initial_ap_state, SetInitialAPState);
 867 #endif
 868
 869 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 870         para_fill(apic_read, APICRead);
 871         para_fill(apic_write, APICWrite);
 872         para_fill(apic_write_atomic, APICWrite);
 873 #endif
 874
 875         /*
 876          * Check for VMI timer functionality by probing for a cycle frequency method
 877          */
 878         reloc = call_vrom_long_func(vmi_rom, get_reloc, VMI_CALL_GetCycleFrequency);
 879         if (!disable_vmi_timer && rel->type != VMI_RELOCATION_NONE) {
 880                 vmi_timer_ops.get_cycle_frequency = (void *)rel->eip;
 881                 vmi_timer_ops.get_cycle_counter =
 882                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetCycleCounter);
 883                 vmi_timer_ops.get_wallclock =
 884                         vmi_get_function(VMI_CALL_GetWallclockTime);
 885                 vmi_timer_ops.wallclock_updated =
 886                         vmi_get_function(VMI_CALL_WallclockUpdated);
 887                 vmi_timer_ops.set_alarm = vmi_get_function(VMI_CALL_SetAlarm);
 888                 vmi_timer_ops.cancel_alarm =
 889                          vmi_get_function(VMI_CALL_CancelAlarm);
 890                 paravirt_ops.time_init = vmi_time_init;
 891                 paravirt_ops.get_wallclock = vmi_get_wallclock;
 892                 paravirt_ops.set_wallclock = vmi_set_wallclock;
 893 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 894                 paravirt_ops.setup_boot_clock = vmi_timer_setup_boot_alarm;
 895                 paravirt_ops.setup_secondary_clock = vmi_timer_setup_secondary_alarm;
 896 #endif
 897                 paravirt_ops.get_scheduled_cycles = vmi_get_sched_cycles;
 898                 paravirt_ops.get_cpu_khz = vmi_cpu_khz;
 899
 900                 /* We have true wallclock functions; disable CMOS clock sync */
 901                 no_sync_cmos_clock = 1;
 902         } else {
 903                 disable_noidle = 1;
 904                 disable_vmi_timer = 1;
 905         }
 906
 907         /* No idle HZ mode only works if VMI timer and no idle is enabled */
 908         if (disable_noidle || disable_vmi_timer)
 909                 para_fill(safe_halt, Halt);
 910         else
 911                 para_wrap(safe_halt, vmi_safe_halt, halt, Halt);
 912
 913         /*
 914          * Alternative instruction rewriting doesn't happen soon enough
 915          * to convert VMI_IRET to a call instead of a jump; so we have
 916          * to do this before IRQs get reenabled.  Fortunately, it is
 917          * idempotent.
 918          */
 919         apply_paravirt(__start_parainstructions, __stop_parainstructions);
 920
 921         vmi_bringup();
 922
 923         return 1;
 924 }
 925
 926 #undef para_fill
 927
 928 void __init vmi_init(void)
 929 {
 930         unsigned long flags;
 931
 932         if (!vmi_rom)
 933                 probe_vmi_rom();
 934         else
 935                 check_vmi_rom(vmi_rom);
 936
 937         /* In case probing for or validating the ROM failed, basil */
 938         if (!vmi_rom)
 939                 return;
 940
 941         reserve_top_address(-vmi_rom->virtual_top);
 942
 943         local_irq_save(flags);
 944         activate_vmi();
 945
 946 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 947         /* This is virtual hardware; timer routing is wired correctly */
 948         no_timer_check = 1;
 949 #endif
 950         local_irq_restore(flags & X86_EFLAGS_IF);
 951 }
 952
 953 static int __init parse_vmi(char *arg)
 954 {
 955         if (!arg)
 956                 return -EINVAL;
 957
 958         if (!strcmp(arg, "disable_pge")) {
 959                 clear_bit(X86_FEATURE_PGE, boot_cpu_data.x86_capability);
 960                 disable_pge = 1;
 961         } else if (!strcmp(arg, "disable_pse")) {
 962                 clear_bit(X86_FEATURE_PSE, boot_cpu_data.x86_capability);
 963                 disable_pse = 1;
 964         } else if (!strcmp(arg, "disable_sep")) {
 965                 clear_bit(X86_FEATURE_SEP, boot_cpu_data.x86_capability);
 966                 disable_sep = 1;
 967         } else if (!strcmp(arg, "disable_tsc")) {
 968                 clear_bit(X86_FEATURE_TSC, boot_cpu_data.x86_capability);
 969                 disable_tsc = 1;
 970         } else if (!strcmp(arg, "disable_mtrr")) {
 971                 clear_bit(X86_FEATURE_MTRR, boot_cpu_data.x86_capability);
 972                 disable_mtrr = 1;
 973         } else if (!strcmp(arg, "disable_timer")) {
 974                 disable_vmi_timer = 1;
 975                 disable_noidle = 1;
 976         } else if (!strcmp(arg, "disable_noidle"))
 977                 disable_noidle = 1;
 978         return 0;
 979 }
 980
 981 early_param("vmi", parse_vmi);