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/api.h>
  18 #include <asm/setup.h>
  19 #include <asm/acpi.h>
  20 #include <asm/numa.h>
  21 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  22 #include <asm/xen/hypercall.h>
  23
  24 #include <xen/xen.h>
  25 #include <xen/page.h>
  26 #include <xen/interface/callback.h>
  27 #include <xen/interface/memory.h>
  28 #include <xen/interface/physdev.h>
  29 #include <xen/features.h>
  30 #include <xen/hvc-console.h>
  31 #include "xen-ops.h"
  32 #include "vdso.h"
  33 #include "mmu.h"
  34
  35 #define GB(x) ((uint64_t)(x) * 1024 * 1024 * 1024)
  36
  37 /* Amount of extra memory space we add to the e820 ranges */
  38 struct xen_memory_region xen_extra_mem[XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS] __initdata;
  39
  40 /* Number of pages released from the initial allocation. */
  41 unsigned long xen_released_pages;
  42
  43 /* E820 map used during setting up memory. */
  44 static struct e820_table xen_e820_table __initdata;
  45
  46 /*
  47  * Buffer used to remap identity mapped pages. We only need the virtual space.
  48  * The physical page behind this address is remapped as needed to different
  49  * buffer pages.
  50  */
  51 #define REMAP_SIZE      (P2M_PER_PAGE - 3)
  52 static struct {
  53         unsigned long   next_area_mfn;
  54         unsigned long   target_pfn;
  55         unsigned long   size;
  56         unsigned long   mfns[REMAP_SIZE];
  57 } xen_remap_buf __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
  58 static unsigned long xen_remap_mfn __initdata = INVALID_P2M_ENTRY;
  59
  60 /*
  61  * The maximum amount of extra memory compared to the base size.  The
  62  * main scaling factor is the size of struct page.  At extreme ratios
  63  * of base:extra, all the base memory can be filled with page
  64  * structures for the extra memory, leaving no space for anything
  65  * else.
  66  *
  67  * 10x seems like a reasonable balance between scaling flexibility and
  68  * leaving a practically usable system.
  69  */
  70 #define EXTRA_MEM_RATIO         (10)
  71
  72 static bool xen_512gb_limit __initdata = IS_ENABLED(CONFIG_XEN_512GB);
  73
  74 static void __init xen_parse_512gb(void)
  75 {
  76         bool val = false;
  77         char *arg;
  78
  79         arg = strstr(xen_start_info->cmd_line, "xen_512gb_limit");
  80         if (!arg)
  81                 return;
  82
  83         arg = strstr(xen_start_info->cmd_line, "xen_512gb_limit=");
  84         if (!arg)
  85                 val = true;
  86         else if (strtobool(arg + strlen("xen_512gb_limit="), &val))
  87                 return;
  88
  89         xen_512gb_limit = val;
  90 }
  91
  92 static void __init xen_add_extra_mem(unsigned long start_pfn,
  93                                      unsigned long n_pfns)
  94 {
  95         int i;
  96
  97         /*
  98          * No need to check for zero size, should happen rarely and will only
  99          * write a new entry regarded to be unused due to zero size.
 100          */
 101         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 102                 /* Add new region. */
 103                 if (xen_extra_mem[i].n_pfns == 0) {
 104                         xen_extra_mem[i].start_pfn = start_pfn;
 105                         xen_extra_mem[i].n_pfns = n_pfns;
 106                         break;
 107                 }
 108                 /* Append to existing region. */
 109                 if (xen_extra_mem[i].start_pfn + xen_extra_mem[i].n_pfns ==
 110                     start_pfn) {
 111                         xen_extra_mem[i].n_pfns += n_pfns;
 112                         break;
 113                 }
 114         }
 115         if (i == XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS)
 116                 printk(KERN_WARNING "Warning: not enough extra memory regions\n");
 117
 118         memblock_reserve(PFN_PHYS(start_pfn), PFN_PHYS(n_pfns));
 119 }
 120
 121 static void __init xen_del_extra_mem(unsigned long start_pfn,
 122                                      unsigned long n_pfns)
 123 {
 124         int i;
 125         unsigned long start_r, size_r;
 126
 127         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 128                 start_r = xen_extra_mem[i].start_pfn;
 129                 size_r = xen_extra_mem[i].n_pfns;
 130
 131                 /* Start of region. */
 132                 if (start_r == start_pfn) {
 133                         BUG_ON(n_pfns > size_r);
 134                         xen_extra_mem[i].start_pfn += n_pfns;
 135                         xen_extra_mem[i].n_pfns -= n_pfns;
 136                         break;
 137                 }
 138                 /* End of region. */
 139                 if (start_r + size_r == start_pfn + n_pfns) {
 140                         BUG_ON(n_pfns > size_r);
 141                         xen_extra_mem[i].n_pfns -= n_pfns;
 142                         break;
 143                 }
 144                 /* Mid of region. */
 145                 if (start_pfn > start_r && start_pfn < start_r + size_r) {
 146                         BUG_ON(start_pfn + n_pfns > start_r + size_r);
 147                         xen_extra_mem[i].n_pfns = start_pfn - start_r;
 148                         /* Calling memblock_reserve() again is okay. */
 149                         xen_add_extra_mem(start_pfn + n_pfns, start_r + size_r -
 150                                           (start_pfn + n_pfns));
 151                         break;
 152                 }
 153         }
 154         memblock_free(PFN_PHYS(start_pfn), PFN_PHYS(n_pfns));
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Called during boot before the p2m list can take entries beyond the
 159  * hypervisor supplied p2m list. Entries in extra mem are to be regarded as
 160  * invalid.
 161  */
 162 unsigned long __ref xen_chk_extra_mem(unsigned long pfn)
 163 {
 164         int i;
 165
 166         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 167                 if (pfn >= xen_extra_mem[i].start_pfn &&
 168                     pfn < xen_extra_mem[i].start_pfn + xen_extra_mem[i].n_pfns)
 169                         return INVALID_P2M_ENTRY;
 170         }
 171
 172         return IDENTITY_FRAME(pfn);
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Mark all pfns of extra mem as invalid in p2m list.
 177  */
 178 void __init xen_inv_extra_mem(void)
 179 {
 180         unsigned long pfn, pfn_s, pfn_e;
 181         int i;
 182
 183         for (i = 0; i < XEN_EXTRA_MEM_MAX_REGIONS; i++) {
 184                 if (!xen_extra_mem[i].n_pfns)
 185                         continue;
 186                 pfn_s = xen_extra_mem[i].start_pfn;
 187                 pfn_e = pfn_s + xen_extra_mem[i].n_pfns;
 188                 for (pfn = pfn_s; pfn < pfn_e; pfn++)
 189                         set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY);
 190         }
 191 }
 192
 193 /*
 194  * Finds the next RAM pfn available in the E820 map after min_pfn.
 195  * This function updates min_pfn with the pfn found and returns
 196  * the size of that range or zero if not found.
 197  */
 198 static unsigned long __init xen_find_pfn_range(unsigned long *min_pfn)
 199 {
 200         const struct e820_entry *entry = xen_e820_table.entries;
 201         unsigned int i;
 202         unsigned long done = 0;
 203
 204         for (i = 0; i < xen_e820_table.nr_entries; i++, entry++) {
 205                 unsigned long s_pfn;
 206                 unsigned long e_pfn;
 207
 208                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM)
 209                         continue;
 210
 211                 e_pfn = PFN_DOWN(entry->addr + entry->size);
 212
 213                 /* We only care about E820 after this */
 214                 if (e_pfn <= *min_pfn)
 215                         continue;
 216
 217                 s_pfn = PFN_UP(entry->addr);
 218
 219                 /* If min_pfn falls within the E820 entry, we want to start
 220                  * at the min_pfn PFN.
 221                  */
 222                 if (s_pfn <= *min_pfn) {
 223                         done = e_pfn - *min_pfn;
 224                 } else {
 225                         done = e_pfn - s_pfn;
 226                         *min_pfn = s_pfn;
 227                 }
 228                 break;
 229         }
 230
 231         return done;
 232 }
 233
 234 static int __init xen_free_mfn(unsigned long mfn)
 235 {
 236         struct xen_memory_reservation reservation = {
 237                 .address_bits = 0,
 238                 .extent_order = 0,
 239                 .domid        = DOMID_SELF
 240         };
 241
 242         set_xen_guest_handle(reservation.extent_start, &mfn);
 243         reservation.nr_extents = 1;
 244
 245         return HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_decrease_reservation, &reservation);
 246 }
 247
 248 /*
 249  * This releases a chunk of memory and then does the identity map. It's used
 250  * as a fallback if the remapping fails.
 251  */
 252 static void __init xen_set_identity_and_release_chunk(unsigned long start_pfn,
 253                         unsigned long end_pfn, unsigned long nr_pages)
 254 {
 255         unsigned long pfn, end;
 256         int ret;
 257
 258         WARN_ON(start_pfn > end_pfn);
 259
 260         /* Release pages first. */
 261         end = min(end_pfn, nr_pages);
 262         for (pfn = start_pfn; pfn < end; pfn++) {
 263                 unsigned long mfn = pfn_to_mfn(pfn);
 264
 265                 /* Make sure pfn exists to start with */
 266                 if (mfn == INVALID_P2M_ENTRY || mfn_to_pfn(mfn) != pfn)
 267                         continue;
 268
 269                 ret = xen_free_mfn(mfn);
 270                 WARN(ret != 1, "Failed to release pfn %lx err=%d\n", pfn, ret);
 271
 272                 if (ret == 1) {
 273                         xen_released_pages++;
 274                         if (!__set_phys_to_machine(pfn, INVALID_P2M_ENTRY))
 275                                 break;
 276                 } else
 277                         break;
 278         }
 279
 280         set_phys_range_identity(start_pfn, end_pfn);
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Helper function to update the p2m and m2p tables and kernel mapping.
 285  */
 286 static void __init xen_update_mem_tables(unsigned long pfn, unsigned long mfn)
 287 {
 288         struct mmu_update update = {
 289                 .ptr = ((uint64_t)mfn << PAGE_SHIFT) | MMU_MACHPHYS_UPDATE,
 290                 .val = pfn
 291         };
 292
 293         /* Update p2m */
 294         if (!set_phys_to_machine(pfn, mfn)) {
 295                 WARN(1, "Failed to set p2m mapping for pfn=%ld mfn=%ld\n",
 296                      pfn, mfn);
 297                 BUG();
 298         }
 299
 300         /* Update m2p */
 301         if (HYPERVISOR_mmu_update(&update, 1, NULL, DOMID_SELF) < 0) {
 302                 WARN(1, "Failed to set m2p mapping for mfn=%ld pfn=%ld\n",
 303                      mfn, pfn);
 304                 BUG();
 305         }
 306
 307         /* Update kernel mapping, but not for highmem. */
 308         if (pfn >= PFN_UP(__pa(high_memory - 1)))
 309                 return;
 310
 311         if (HYPERVISOR_update_va_mapping((unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT),
 312                                          mfn_pte(mfn, PAGE_KERNEL), 0)) {
 313                 WARN(1, "Failed to update kernel mapping for mfn=%ld pfn=%ld\n",
 314                       mfn, pfn);
 315                 BUG();
 316         }
 317 }
 318
 319 /*
 320  * This function updates the p2m and m2p tables with an identity map from
 321  * start_pfn to start_pfn+size and prepares remapping the underlying RAM of the
 322  * original allocation at remap_pfn. The information needed for remapping is
 323  * saved in the memory itself to avoid the need for allocating buffers. The
 324  * complete remap information is contained in a list of MFNs each containing
 325  * up to REMAP_SIZE MFNs and the start target PFN for doing the remap.
 326  * This enables us to preserve the original mfn sequence while doing the
 327  * remapping at a time when the memory management is capable of allocating
 328  * virtual and physical memory in arbitrary amounts, see 'xen_remap_memory' and
 329  * its callers.
 330  */
 331 static void __init xen_do_set_identity_and_remap_chunk(
 332         unsigned long start_pfn, unsigned long size, unsigned long remap_pfn)
 333 {
 334         unsigned long buf = (unsigned long)&xen_remap_buf;
 335         unsigned long mfn_save, mfn;
 336         unsigned long ident_pfn_iter, remap_pfn_iter;
 337         unsigned long ident_end_pfn = start_pfn + size;
 338         unsigned long left = size;
 339         unsigned int i, chunk;
 340
 341         WARN_ON(size == 0);
 342
 343         BUG_ON(xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap));
 344
 345         mfn_save = virt_to_mfn(buf);
 346
 347         for (ident_pfn_iter = start_pfn, remap_pfn_iter = remap_pfn;
 348              ident_pfn_iter < ident_end_pfn;
 349              ident_pfn_iter += REMAP_SIZE, remap_pfn_iter += REMAP_SIZE) {
 350                 chunk = (left < REMAP_SIZE) ? left : REMAP_SIZE;
 351
 352                 /* Map first pfn to xen_remap_buf */
 353                 mfn = pfn_to_mfn(ident_pfn_iter);
 354                 set_pte_mfn(buf, mfn, PAGE_KERNEL);
 355
 356                 /* Save mapping information in page */
 357                 xen_remap_buf.next_area_mfn = xen_remap_mfn;
 358                 xen_remap_buf.target_pfn = remap_pfn_iter;
 359                 xen_remap_buf.size = chunk;
 360                 for (i = 0; i < chunk; i++)
 361                         xen_remap_buf.mfns[i] = pfn_to_mfn(ident_pfn_iter + i);
 362
 363                 /* Put remap buf into list. */
 364                 xen_remap_mfn = mfn;
 365
 366                 /* Set identity map */
 367                 set_phys_range_identity(ident_pfn_iter, ident_pfn_iter + chunk);
 368
 369                 left -= chunk;
 370         }
 371
 372         /* Restore old xen_remap_buf mapping */
 373         set_pte_mfn(buf, mfn_save, PAGE_KERNEL);
 374 }
 375
 376 /*
 377  * This function takes a contiguous pfn range that needs to be identity mapped
 378  * and:
 379  *
 380  *  1) Finds a new range of pfns to use to remap based on E820 and remap_pfn.
 381  *  2) Calls the do_ function to actually do the mapping/remapping work.
 382  *
 383  * The goal is to not allocate additional memory but to remap the existing
 384  * pages. In the case of an error the underlying memory is simply released back
 385  * to Xen and not remapped.
 386  */
 387 static unsigned long __init xen_set_identity_and_remap_chunk(
 388         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn, unsigned long nr_pages,
 389         unsigned long remap_pfn)
 390 {
 391         unsigned long pfn;
 392         unsigned long i = 0;
 393         unsigned long n = end_pfn - start_pfn;
 394
 395         if (remap_pfn == 0)
 396                 remap_pfn = nr_pages;
 397
 398         while (i < n) {
 399                 unsigned long cur_pfn = start_pfn + i;
 400                 unsigned long left = n - i;
 401                 unsigned long size = left;
 402                 unsigned long remap_range_size;
 403
 404                 /* Do not remap pages beyond the current allocation */
 405                 if (cur_pfn >= nr_pages) {
 406                         /* Identity map remaining pages */
 407                         set_phys_range_identity(cur_pfn, cur_pfn + size);
 408                         break;
 409                 }
 410                 if (cur_pfn + size > nr_pages)
 411                         size = nr_pages - cur_pfn;
 412
 413                 remap_range_size = xen_find_pfn_range(&remap_pfn);
 414                 if (!remap_range_size) {
 415                         pr_warning("Unable to find available pfn range, not remapping identity pages\n");
 416                         xen_set_identity_and_release_chunk(cur_pfn,
 417                                                 cur_pfn + left, nr_pages);
 418                         break;
 419                 }
 420                 /* Adjust size to fit in current e820 RAM region */
 421                 if (size > remap_range_size)
 422                         size = remap_range_size;
 423
 424                 xen_do_set_identity_and_remap_chunk(cur_pfn, size, remap_pfn);
 425
 426                 /* Update variables to reflect new mappings. */
 427                 i += size;
 428                 remap_pfn += size;
 429         }
 430
 431         /*
 432          * If the PFNs are currently mapped, the VA mapping also needs
 433          * to be updated to be 1:1.
 434          */
 435         for (pfn = start_pfn; pfn <= max_pfn_mapped && pfn < end_pfn; pfn++)
 436                 (void)HYPERVISOR_update_va_mapping(
 437                         (unsigned long)__va(pfn << PAGE_SHIFT),
 438                         mfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_IO), 0);
 439
 440         return remap_pfn;
 441 }
 442
 443 static unsigned long __init xen_count_remap_pages(
 444         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn, unsigned long nr_pages,
 445         unsigned long remap_pages)
 446 {
 447         if (start_pfn >= nr_pages)
 448                 return remap_pages;
 449
 450         return remap_pages + min(end_pfn, nr_pages) - start_pfn;
 451 }
 452
 453 static unsigned long __init xen_foreach_remap_area(unsigned long nr_pages,
 454         unsigned long (*func)(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
 455                               unsigned long nr_pages, unsigned long last_val))
 456 {
 457         phys_addr_t start = 0;
 458         unsigned long ret_val = 0;
 459         const struct e820_entry *entry = xen_e820_table.entries;
 460         int i;
 461
 462         /*
 463          * Combine non-RAM regions and gaps until a RAM region (or the
 464          * end of the map) is reached, then call the provided function
 465          * to perform its duty on the non-RAM region.
 466          *
 467          * The combined non-RAM regions are rounded to a whole number
 468          * of pages so any partial pages are accessible via the 1:1
 469          * mapping.  This is needed for some BIOSes that put (for
 470          * example) the DMI tables in a reserved region that begins on
 471          * a non-page boundary.
 472          */
 473         for (i = 0; i < xen_e820_table.nr_entries; i++, entry++) {
 474                 phys_addr_t end = entry->addr + entry->size;
 475                 if (entry->type == E820_TYPE_RAM || i == xen_e820_table.nr_entries - 1) {
 476                         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 477                         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
 478
 479                         if (entry->type == E820_TYPE_RAM)
 480                                 end_pfn = PFN_UP(entry->addr);
 481
 482                         if (start_pfn < end_pfn)
 483                                 ret_val = func(start_pfn, end_pfn, nr_pages,
 484                                                ret_val);
 485                         start = end;
 486                 }
 487         }
 488
 489         return ret_val;
 490 }
 491
 492 /*
 493  * Remap the memory prepared in xen_do_set_identity_and_remap_chunk().
 494  * The remap information (which mfn remap to which pfn) is contained in the
 495  * to be remapped memory itself in a linked list anchored at xen_remap_mfn.
 496  * This scheme allows to remap the different chunks in arbitrary order while
 497  * the resulting mapping will be independant from the order.
 498  */
 499 void __init xen_remap_memory(void)
 500 {
 501         unsigned long buf = (unsigned long)&xen_remap_buf;
 502         unsigned long mfn_save, pfn;
 503         unsigned long remapped = 0;
 504         unsigned int i;
 505         unsigned long pfn_s = ~0UL;
 506         unsigned long len = 0;
 507
 508         mfn_save = virt_to_mfn(buf);
 509
 510         while (xen_remap_mfn != INVALID_P2M_ENTRY) {
 511                 /* Map the remap information */
 512                 set_pte_mfn(buf, xen_remap_mfn, PAGE_KERNEL);
 513
 514                 BUG_ON(xen_remap_mfn != xen_remap_buf.mfns[0]);
 515
 516                 pfn = xen_remap_buf.target_pfn;
 517                 for (i = 0; i < xen_remap_buf.size; i++) {
 518                         xen_update_mem_tables(pfn, xen_remap_buf.mfns[i]);
 519                         remapped++;
 520                         pfn++;
 521                 }
 522                 if (pfn_s == ~0UL || pfn == pfn_s) {
 523                         pfn_s = xen_remap_buf.target_pfn;
 524                         len += xen_remap_buf.size;
 525                 } else if (pfn_s + len == xen_remap_buf.target_pfn) {
 526                         len += xen_remap_buf.size;
 527                 } else {
 528                         xen_del_extra_mem(pfn_s, len);
 529                         pfn_s = xen_remap_buf.target_pfn;
 530                         len = xen_remap_buf.size;
 531                 }
 532                 xen_remap_mfn = xen_remap_buf.next_area_mfn;
 533         }
 534
 535         if (pfn_s != ~0UL && len)
 536                 xen_del_extra_mem(pfn_s, len);
 537
 538         set_pte_mfn(buf, mfn_save, PAGE_KERNEL);
 539
 540         pr_info("Remapped %ld page(s)\n", remapped);
 541 }
 542
 543 static unsigned long __init xen_get_pages_limit(void)
 544 {
 545         unsigned long limit;
 546
 547 #ifdef CONFIG_X86_32
 548         limit = GB(64) / PAGE_SIZE;
 549 #else
 550         limit = MAXMEM / PAGE_SIZE;
 551         if (!xen_initial_domain() && xen_512gb_limit)
 552                 limit = GB(512) / PAGE_SIZE;
 553 #endif
 554         return limit;
 555 }
 556
 557 static unsigned long __init xen_get_max_pages(void)
 558 {
 559         unsigned long max_pages, limit;
 560         domid_t domid = DOMID_SELF;
 561         long ret;
 562
 563         limit = xen_get_pages_limit();
 564         max_pages = limit;
 565
 566         /*
 567          * For the initial domain we use the maximum reservation as
 568          * the maximum page.
 569          *
 570          * For guest domains the current maximum reservation reflects
 571          * the current maximum rather than the static maximum. In this
 572          * case the e820 map provided to us will cover the static
 573          * maximum region.
 574          */
 575         if (xen_initial_domain()) {
 576                 ret = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_maximum_reservation, &domid);
 577                 if (ret > 0)
 578                         max_pages = ret;
 579         }
 580
 581         return min(max_pages, limit);
 582 }
 583
 584 static void __init xen_align_and_add_e820_region(phys_addr_t start,
 585                                                  phys_addr_t size, int type)
 586 {
 587         phys_addr_t end = start + size;
 588
 589         /* Align RAM regions to page boundaries. */
 590         if (type == E820_TYPE_RAM) {
 591                 start = PAGE_ALIGN(start);
 592                 end &= ~((phys_addr_t)PAGE_SIZE - 1);
 593         }
 594
 595         e820__range_add(start, end - start, type);
 596 }
 597
 598 static void __init xen_ignore_unusable(void)
 599 {
 600         struct e820_entry *entry = xen_e820_table.entries;
 601         unsigned int i;
 602
 603         for (i = 0; i < xen_e820_table.nr_entries; i++, entry++) {
 604                 if (entry->type == E820_TYPE_UNUSABLE)
 605                         entry->type = E820_TYPE_RAM;
 606         }
 607 }
 608
 609 bool __init xen_is_e820_reserved(phys_addr_t start, phys_addr_t size)
 610 {
 611         struct e820_entry *entry;
 612         unsigned mapcnt;
 613         phys_addr_t end;
 614
 615         if (!size)
 616                 return false;
 617
 618         end = start + size;
 619         entry = xen_e820_table.entries;
 620
 621         for (mapcnt = 0; mapcnt < xen_e820_table.nr_entries; mapcnt++) {
 622                 if (entry->type == E820_TYPE_RAM && entry->addr <= start &&
 623                     (entry->addr + entry->size) >= end)
 624                         return false;
 625
 626                 entry++;
 627         }
 628
 629         return true;
 630 }
 631
 632 /*
 633  * Find a free area in physical memory not yet reserved and compliant with
 634  * E820 map.
 635  * Used to relocate pre-allocated areas like initrd or p2m list which are in
 636  * conflict with the to be used E820 map.
 637  * In case no area is found, return 0. Otherwise return the physical address
 638  * of the area which is already reserved for convenience.
 639  */
 640 phys_addr_t __init xen_find_free_area(phys_addr_t size)
 641 {
 642         unsigned mapcnt;
 643         phys_addr_t addr, start;
 644         struct e820_entry *entry = xen_e820_table.entries;
 645
 646         for (mapcnt = 0; mapcnt < xen_e820_table.nr_entries; mapcnt++, entry++) {
 647                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM || entry->size < size)
 648                         continue;
 649                 start = entry->addr;
 650                 for (addr = start; addr < start + size; addr += PAGE_SIZE) {
 651                         if (!memblock_is_reserved(addr))
 652                                 continue;
 653                         start = addr + PAGE_SIZE;
 654                         if (start + size > entry->addr + entry->size)
 655                                 break;
 656                 }
 657                 if (addr >= start + size) {
 658                         memblock_reserve(start, size);
 659                         return start;
 660                 }
 661         }
 662
 663         return 0;
 664 }
 665
 666 /*
 667  * Like memcpy, but with physical addresses for dest and src.
 668  */
 669 static void __init xen_phys_memcpy(phys_addr_t dest, phys_addr_t src,
 670                                    phys_addr_t n)
 671 {
 672         phys_addr_t dest_off, src_off, dest_len, src_len, len;
 673         void *from, *to;
 674
 675         while (n) {
 676                 dest_off = dest & ~PAGE_MASK;
 677                 src_off = src & ~PAGE_MASK;
 678                 dest_len = n;
 679                 if (dest_len > (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - dest_off)
 680                         dest_len = (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - dest_off;
 681                 src_len = n;
 682                 if (src_len > (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - src_off)
 683                         src_len = (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT) - src_off;
 684                 len = min(dest_len, src_len);
 685                 to = early_memremap(dest - dest_off, dest_len + dest_off);
 686                 from = early_memremap(src - src_off, src_len + src_off);
 687                 memcpy(to, from, len);
 688                 early_memunmap(to, dest_len + dest_off);
 689                 early_memunmap(from, src_len + src_off);
 690                 n -= len;
 691                 dest += len;
 692                 src += len;
 693         }
 694 }
 695
 696 /*
 697  * Reserve Xen mfn_list.
 698  */
 699 static void __init xen_reserve_xen_mfnlist(void)
 700 {
 701         phys_addr_t start, size;
 702
 703         if (xen_start_info->mfn_list >= __START_KERNEL_map) {
 704                 start = __pa(xen_start_info->mfn_list);
 705                 size = PFN_ALIGN(xen_start_info->nr_pages *
 706                                  sizeof(unsigned long));
 707         } else {
 708                 start = PFN_PHYS(xen_start_info->first_p2m_pfn);
 709                 size = PFN_PHYS(xen_start_info->nr_p2m_frames);
 710         }
 711
 712         memblock_reserve(start, size);
 713         if (!xen_is_e820_reserved(start, size))
 714                 return;
 715
 716 #ifdef CONFIG_X86_32
 717         /*
 718          * Relocating the p2m on 32 bit system to an arbitrary virtual address
 719          * is not supported, so just give up.
 720          */
 721         xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated p2m list conflicts with E820 map\n");
 722         BUG();
 723 #else
 724         xen_relocate_p2m();
 725         memblock_free(start, size);
 726 #endif
 727 }
 728
 729 /**
 730  * machine_specific_memory_setup - Hook for machine specific memory setup.
 731  **/
 732 char * __init xen_memory_setup(void)
 733 {
 734         unsigned long max_pfn, pfn_s, n_pfns;
 735         phys_addr_t mem_end, addr, size, chunk_size;
 736         u32 type;
 737         int rc;
 738         struct xen_memory_map memmap;
 739         unsigned long max_pages;
 740         unsigned long extra_pages = 0;
 741         int i;
 742         int op;
 743
 744         xen_parse_512gb();
 745         max_pfn = xen_get_pages_limit();
 746         max_pfn = min(max_pfn, xen_start_info->nr_pages);
 747         mem_end = PFN_PHYS(max_pfn);
 748
 749         memmap.nr_entries = ARRAY_SIZE(xen_e820_table.entries);
 750         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, xen_e820_table.entries);
 751
 752         op = xen_initial_domain() ?
 753                 XENMEM_machine_memory_map :
 754                 XENMEM_memory_map;
 755         rc = HYPERVISOR_memory_op(op, &memmap);
 756         if (rc == -ENOSYS) {
 757                 BUG_ON(xen_initial_domain());
 758                 memmap.nr_entries = 1;
 759                 xen_e820_table.entries[0].addr = 0ULL;
 760                 xen_e820_table.entries[0].size = mem_end;
 761                 /* 8MB slack (to balance backend allocations). */
 762                 xen_e820_table.entries[0].size += 8ULL << 20;
 763                 xen_e820_table.entries[0].type = E820_TYPE_RAM;
 764                 rc = 0;
 765         }
 766         BUG_ON(rc);
 767         BUG_ON(memmap.nr_entries == 0);
 768         xen_e820_table.nr_entries = memmap.nr_entries;
 769
 770         /*
 771          * Xen won't allow a 1:1 mapping to be created to UNUSABLE
 772          * regions, so if we're using the machine memory map leave the
 773          * region as RAM as it is in the pseudo-physical map.
 774          *
 775          * UNUSABLE regions in domUs are not handled and will need
 776          * a patch in the future.
 777          */
 778         if (xen_initial_domain())
 779                 xen_ignore_unusable();
 780
 781         /* Make sure the Xen-supplied memory map is well-ordered. */
 782         e820__update_table(&xen_e820_table);
 783
 784         max_pages = xen_get_max_pages();
 785
 786         /* How many extra pages do we need due to remapping? */
 787         max_pages += xen_foreach_remap_area(max_pfn, xen_count_remap_pages);
 788
 789         if (max_pages > max_pfn)
 790                 extra_pages += max_pages - max_pfn;
 791
 792         /*
 793          * Clamp the amount of extra memory to a EXTRA_MEM_RATIO
 794          * factor the base size.  On non-highmem systems, the base
 795          * size is the full initial memory allocation; on highmem it
 796          * is limited to the max size of lowmem, so that it doesn't
 797          * get completely filled.
 798          *
 799          * Make sure we have no memory above max_pages, as this area
 800          * isn't handled by the p2m management.
 801          *
 802          * In principle there could be a problem in lowmem systems if
 803          * the initial memory is also very large with respect to
 804          * lowmem, but we won't try to deal with that here.
 805          */
 806         extra_pages = min3(EXTRA_MEM_RATIO * min(max_pfn, PFN_DOWN(MAXMEM)),
 807                            extra_pages, max_pages - max_pfn);
 808         i = 0;
 809         addr = xen_e820_table.entries[0].addr;
 810         size = xen_e820_table.entries[0].size;
 811         while (i < xen_e820_table.nr_entries) {
 812                 bool discard = false;
 813
 814                 chunk_size = size;
 815                 type = xen_e820_table.entries[i].type;
 816
 817                 if (type == E820_TYPE_RAM) {
 818                         if (addr < mem_end) {
 819                                 chunk_size = min(size, mem_end - addr);
 820                         } else if (extra_pages) {
 821                                 chunk_size = min(size, PFN_PHYS(extra_pages));
 822                                 pfn_s = PFN_UP(addr);
 823                                 n_pfns = PFN_DOWN(addr + chunk_size) - pfn_s;
 824                                 extra_pages -= n_pfns;
 825                                 xen_add_extra_mem(pfn_s, n_pfns);
 826                                 xen_max_p2m_pfn = pfn_s + n_pfns;
 827                         } else
 828                                 discard = true;
 829                 }
 830
 831                 if (!discard)
 832                         xen_align_and_add_e820_region(addr, chunk_size, type);
 833
 834                 addr += chunk_size;
 835                 size -= chunk_size;
 836                 if (size == 0) {
 837                         i++;
 838                         if (i < xen_e820_table.nr_entries) {
 839                                 addr = xen_e820_table.entries[i].addr;
 840                                 size = xen_e820_table.entries[i].size;
 841                         }
 842                 }
 843         }
 844
 845         /*
 846          * Set the rest as identity mapped, in case PCI BARs are
 847          * located here.
 848          */
 849         set_phys_range_identity(addr / PAGE_SIZE, ~0ul);
 850
 851         /*
 852          * In domU, the ISA region is normal, usable memory, but we
 853          * reserve ISA memory anyway because too many things poke
 854          * about in there.
 855          */
 856         e820__range_add(ISA_START_ADDRESS, ISA_END_ADDRESS - ISA_START_ADDRESS, E820_TYPE_RESERVED);
 857
 858         e820__update_table(e820_table);
 859
 860         /*
 861          * Check whether the kernel itself conflicts with the target E820 map.
 862          * Failing now is better than running into weird problems later due
 863          * to relocating (and even reusing) pages with kernel text or data.
 864          */
 865         if (xen_is_e820_reserved(__pa_symbol(_text),
 866                         __pa_symbol(__bss_stop) - __pa_symbol(_text))) {
 867                 xen_raw_console_write("Xen hypervisor allocated kernel memory conflicts with E820 map\n");
 868                 BUG();
 869         }
 870
 871         /*
 872          * Check for a conflict of the hypervisor supplied page tables with
 873          * the target E820 map.
 874          */
 875         xen_pt_check_e820();
 876
 877         xen_reserve_xen_mfnlist();
 878
 879         /* Check for a conflict of the initrd with the target E820 map. */
 880         if (xen_is_e820_reserved(boot_params.hdr.ramdisk_image,
 881                                  boot_params.hdr.ramdisk_size)) {
 882                 phys_addr_t new_area, start, size;
 883
 884                 new_area = xen_find_free_area(boot_params.hdr.ramdisk_size);
 885                 if (!new_area) {
 886                         xen_raw_console_write("Can't find new memory area for initrd needed due to E820 map conflict\n");
 887                         BUG();
 888                 }
 889
 890                 start = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 891                 size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 892                 xen_phys_memcpy(new_area, start, size);
 893                 pr_info("initrd moved from [mem %#010llx-%#010llx] to [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 894                         start, start + size, new_area, new_area + size);
 895                 memblock_free(start, size);
 896                 boot_params.hdr.ramdisk_image = new_area;
 897                 boot_params.ext_ramdisk_image = new_area >> 32;
 898         }
 899
 900         /*
 901          * Set identity map on non-RAM pages and prepare remapping the
 902          * underlying RAM.
 903          */
 904         xen_foreach_remap_area(max_pfn, xen_set_identity_and_remap_chunk);
 905
 906         pr_info("Released %ld page(s)\n", xen_released_pages);
 907
 908         return "Xen";
 909 }
 910
 911 /*
 912  * Machine specific memory setup for auto-translated guests.
 913  */
 914 char * __init xen_auto_xlated_memory_setup(void)
 915 {
 916         struct xen_memory_map memmap;
 917         int i;
 918         int rc;
 919
 920         memmap.nr_entries = ARRAY_SIZE(xen_e820_table.entries);
 921         set_xen_guest_handle(memmap.buffer, xen_e820_table.entries);
 922
 923         rc = HYPERVISOR_memory_op(XENMEM_memory_map, &memmap);
 924         if (rc < 0)
 925                 panic("No memory map (%d)\n", rc);
 926
 927         xen_e820_table.nr_entries = memmap.nr_entries;
 928
 929         e820__update_table(&xen_e820_table);
 930
 931         for (i = 0; i < xen_e820_table.nr_entries; i++)
 932                 e820__range_add(xen_e820_table.entries[i].addr, xen_e820_table.entries[i].size, xen_e820_table.entries[i].type);
 933
 934         /* Remove p2m info, it is not needed. */
 935         xen_start_info->mfn_list = 0;
 936         xen_start_info->first_p2m_pfn = 0;
 937         xen_start_info->nr_p2m_frames = 0;
 938
 939         return "Xen";
 940 }
 941
 942 /*
 943  * Set the bit indicating "nosegneg" library variants should be used.
 944  * We only need to bother in pure 32-bit mode; compat 32-bit processes
 945  * can have un-truncated segments, so wrapping around is allowed.
 946  */
 947 static void __init fiddle_vdso(void)
 948 {
 949 #ifdef CONFIG_X86_32
 950         u32 *mask = vdso_image_32.data +
 951                 vdso_image_32.sym_VDSO32_NOTE_MASK;
 952         *mask |= 1 << VDSO_NOTE_NONEGSEG_BIT;
 953 #endif
 954 }
 955
 956 static int register_callback(unsigned type, const void *func)
 957 {
 958         struct callback_register callback = {
 959                 .type = type,
 960                 .address = XEN_CALLBACK(__KERNEL_CS, func),
 961                 .flags = CALLBACKF_mask_events,
 962         };
 963
 964         return HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &callback);
 965 }
 966
 967 void xen_enable_sysenter(void)
 968 {
 969         int ret;
 970         unsigned sysenter_feature;
 971
 972 #ifdef CONFIG_X86_32
 973         sysenter_feature = X86_FEATURE_SEP;
 974 #else
 975         sysenter_feature = X86_FEATURE_SYSENTER32;
 976 #endif
 977
 978         if (!boot_cpu_has(sysenter_feature))
 979                 return;
 980
 981         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_sysenter, xen_sysenter_target);
 982         if(ret != 0)
 983                 setup_clear_cpu_cap(sysenter_feature);
 984 }
 985
 986 void xen_enable_syscall(void)
 987 {
 988 #ifdef CONFIG_X86_64
 989         int ret;
 990
 991         ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall, xen_syscall_target);
 992         if (ret != 0) {
 993                 printk(KERN_ERR "Failed to set syscall callback: %d\n", ret);
 994                 /* Pretty fatal; 64-bit userspace has no other
 995                    mechanism for syscalls. */
 996         }
 997
 998         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SYSCALL32)) {
 999                 ret = register_callback(CALLBACKTYPE_syscall32,
1000                                         xen_syscall32_target);
1001                 if (ret != 0)
1002                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SYSCALL32);
1003         }
1004 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1005 }
1006
1007 void __init xen_pvmmu_arch_setup(void)
1008 {
1009         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_4gb_segments);
1010         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable, VMASST_TYPE_writable_pagetables);
1011
1012         HYPERVISOR_vm_assist(VMASST_CMD_enable,
1013                              VMASST_TYPE_pae_extended_cr3);
1014
1015         if (register_callback(CALLBACKTYPE_event, xen_hypervisor_callback) ||
1016             register_callback(CALLBACKTYPE_failsafe, xen_failsafe_callback))
1017                 BUG();
1018
1019         xen_enable_sysenter();
1020         xen_enable_syscall();
1021 }
1022
1023 /* This function is not called for HVM domains */
1024 void __init xen_arch_setup(void)
1025 {
1026         xen_panic_handler_init();
1027         if (!xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap))
1028                 xen_pvmmu_arch_setup();
1029
1030 #ifdef CONFIG_ACPI
1031         if (!(xen_start_info->flags & SIF_INITDOMAIN)) {
1032                 printk(KERN_INFO "ACPI in unprivileged domain disabled\n");
1033                 disable_acpi();
1034         }
1035 #endif
1036
1037         memcpy(boot_command_line, xen_start_info->cmd_line,
1038                MAX_GUEST_CMDLINE > COMMAND_LINE_SIZE ?
1039                COMMAND_LINE_SIZE : MAX_GUEST_CMDLINE);
1040
1041         /* Set up idle, making sure it calls safe_halt() pvop */
1042         disable_cpuidle();
1043         disable_cpufreq();
1044         WARN_ON(xen_set_default_idle());
1045         fiddle_vdso();
1046 #ifdef CONFIG_NUMA
1047         numa_off = 1;
1048 #endif
1049 }