arch/x86_64/kernel/setup64-xen.c

   1 /*
   2  * X86-64 specific CPU setup.
   3  * Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   4  * Copyright 2001, 2002, 2003 SuSE Labs / Andi Kleen.
   5  * See setup.c for older changelog.
   6  * $Id: setup64.c,v 1.12 2002/03/21 10:09:17 ak Exp $
   7  *
   8  * Jun Nakajima <jun.nakajima@intel.com>
   9  *   Modified for Xen
  10  *
  11  */
  12 #include <linux/config.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/string.h>
  17 #include <linux/bootmem.h>
  18 #include <linux/bitops.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <asm/bootsetup.h>
  21 #include <asm/pda.h>
  22 #include <asm/pgtable.h>
  23 #include <asm/processor.h>
  24 #include <asm/desc.h>
  25 #include <asm/atomic.h>
  26 #include <asm/mmu_context.h>
  27 #include <asm/smp.h>
  28 #include <asm/i387.h>
  29 #include <asm/percpu.h>
  30 #include <asm/proto.h>
  31 #include <asm/sections.h>
  32 #ifdef CONFIG_XEN
  33 #include <asm/hypervisor.h>
  34 #endif
  35
  36 char x86_boot_params[BOOT_PARAM_SIZE] __initdata = {0,};
  37
  38 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
  39
  40 struct x8664_pda *_cpu_pda[NR_CPUS] __read_mostly;
  41 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
  42
  43 #ifndef CONFIG_X86_NO_IDT
  44 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
  45 #endif
  46
  47 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
  48
  49 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
  50 static int do_not_nx __cpuinitdata = 0;
  51
  52 /* noexec=on|off
  53 Control non executable mappings for 64bit processes.
  54
  55 on      Enable(default)
  56 off     Disable
  57 */
  58 void __init nonx_setup(const char *str)
  59 {
  60         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
  61                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
  62                 do_not_nx = 0;
  63         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
  64                 do_not_nx = 1;
  65                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
  66         }
  67         return 1;
  68 }
  69 /*
  70  * Great future plan:
  71  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
  72  * Always point %gs to its beginning
  73  */
  74 void __init setup_per_cpu_areas(void)
  75 {
  76         int i;
  77         unsigned long size;
  78
  79 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  80         prefill_possible_map();
  81 #endif
  82
  83         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
  84         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
  85 #ifdef CONFIG_MODULES
  86         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
  87                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
  88 #endif
  89
  90         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
  91                 char *ptr;
  92
  93                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
  94                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
  95                                i, num_online_nodes());
  96                         ptr = alloc_bootmem(size);
  97                 } else {
  98                         ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
  99                 }
 100                 if (!ptr)
 101                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 102                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 103                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 104         }
 105 }
 106
 107 #ifdef CONFIG_XEN
 108 static void switch_pt(void)
 109 {
 110         xen_pt_switch(__pa(init_level4_pgt));
 111         xen_new_user_pt(__pa(init_level4_user_pgt));
 112 }
 113
 114 void __cpuinit cpu_gdt_init(struct desc_ptr *gdt_descr)
 115 {
 116         unsigned long frames[16];
 117         unsigned long va;
 118         int f;
 119
 120         for (va = gdt_descr->address, f = 0;
 121              va < gdt_descr->address + gdt_descr->size;
 122              va += PAGE_SIZE, f++) {
 123                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
 124                 make_page_readonly(
 125                         (void *)va, XENFEAT_writable_descriptor_tables);
 126         }
 127         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, gdt_descr->size /
 128                                sizeof (struct desc_struct)))
 129                 BUG();
 130 }
 131 #else
 132 static void switch_pt(void)
 133 {
 134         asm volatile("movq %0,%%cr3" :: "r" (__pa_symbol(&init_level4_pgt)));
 135 }
 136
 137 void __init cpu_gdt_init(struct desc_ptr *gdt_descr)
 138 {
 139         asm volatile("lgdt %0" :: "m" (*gdt_descr));
 140         asm volatile("lidt %0" :: "m" (idt_descr));
 141 }
 142 #endif
 143
 144 void pda_init(int cpu)
 145 {
 146         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
 147
 148         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
 149         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0));
 150 #ifndef CONFIG_XEN
 151         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
 152 #else
 153         HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_KERNEL, (unsigned long)pda);
 154 #endif
 155         pda->cpunumber = cpu;
 156         pda->irqcount = -1;
 157         pda->kernelstack =
 158                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE;
 159         pda->active_mm = &init_mm;
 160         pda->mmu_state = 0;
 161
 162         if (cpu == 0) {
 163 #ifdef CONFIG_XEN
 164                 xen_init_pt();
 165 #endif
 166                 /* others are initialized in smpboot.c */
 167                 pda->pcurrent = &init_task;
 168                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack;
 169         } else {
 170                 pda->irqstackptr = (char *)
 171                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
 172                 if (!pda->irqstackptr)
 173                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu);
 174         }
 175
 176         switch_pt();
 177
 178         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
 179 }
 180
 181 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 182 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
 183 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
 184 #endif
 185
 186 /* May not be marked __init: used by software suspend */
 187 void syscall_init(void)
 188 {
 189 #ifndef CONFIG_XEN
 190         /*
 191          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
 192          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
 193          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
 194          */
 195         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
 196         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
 197
 198         /* Flags to clear on syscall */
 199         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK, EF_TF|EF_DF|EF_IE|0x3000);
 200 #endif
 201 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 202         syscall32_cpu_init ();
 203 #endif
 204 }
 205
 206 void __cpuinit check_efer(void)
 207 {
 208         unsigned long efer;
 209
 210         rdmsrl(MSR_EFER, efer);
 211         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) {
 212                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 213         }
 214 }
 215
 216 /*
 217  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
 218  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
 219  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
 220  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
 221  * A lot of state is already set up in PDA init.
 222  */
 223 void __cpuinit cpu_init (void)
 224 {
 225         int cpu = stack_smp_processor_id();
 226 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 227         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
 228         unsigned long v;
 229         char *estacks = NULL;
 230         unsigned i;
 231 #endif
 232         struct task_struct *me;
 233
 234         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
 235         if (cpu != 0) {
 236                 pda_init(cpu);
 237                 zap_low_mappings(cpu);
 238         }
 239 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 240         else
 241                 estacks = boot_exception_stacks;
 242 #endif
 243
 244         me = current;
 245
 246         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
 247                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
 248
 249         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
 250
 251         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
 252
 253         /*
 254          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
 255          * and set up the GDT descriptor:
 256          */
 257 #ifndef CONFIG_XEN
 258         if (cpu)
 259                 memcpy(cpu_gdt(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
 260 #endif
 261
 262         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
 263         cpu_gdt_init(&cpu_gdt_descr[cpu]);
 264
 265         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
 266         syscall_init();
 267
 268         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
 269         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
 270         barrier();
 271
 272         check_efer();
 273
 274 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 275         /*
 276          * set up and load the per-CPU TSS
 277          */
 278         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
 279                 if (cpu) {
 280                         static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
 281                                 [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
 282                                 [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
 283                         };
 284
 285                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
 286                         if (!estacks)
 287                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
 288                                       v, cpu);
 289                 }
 290                 switch (v + 1) {
 291 #if DEBUG_STKSZ > EXCEPTION_STKSZ
 292                 case DEBUG_STACK:
 293                         cpu_pda(cpu)->debugstack = (unsigned long)estacks;
 294                         estacks += DEBUG_STKSZ;
 295                         break;
 296 #endif
 297                 default:
 298                         estacks += EXCEPTION_STKSZ;
 299                         break;
 300                 }
 301                 t->ist[v] = (unsigned long)estacks;
 302         }
 303
 304         t->io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
 305         /*
 306          * <= is required because the CPU will access up to
 307          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
 308          */
 309         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
 310                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
 311 #endif
 312
 313         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 314         me->active_mm = &init_mm;
 315         if (me->mm)
 316                 BUG();
 317         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
 318
 319 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 320         set_tss_desc(cpu, t);
 321 #endif
 322 #ifndef CONFIG_XEN
 323         load_TR_desc();
 324 #endif
 325         load_LDT(&init_mm.context);
 326
 327         /*
 328          * Clear all 6 debug registers:
 329          */
 330
 331         set_debugreg(0UL, 0);
 332         set_debugreg(0UL, 1);
 333         set_debugreg(0UL, 2);
 334         set_debugreg(0UL, 3);
 335         set_debugreg(0UL, 6);
 336         set_debugreg(0UL, 7);
 337
 338         fpu_init();
 339 }