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