arch/xen/x86_64/kernel/setup64.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 <asm/pda.h>
  20 #include <asm/pgtable.h>
  21 #include <asm/processor.h>
  22 #include <asm/desc.h>
  23 #include <asm/atomic.h>
  24 #include <asm/mmu_context.h>
  25 #include <asm/smp.h>
  26 #include <asm/i387.h>
  27 #include <asm/percpu.h>
  28 #include <asm/mtrr.h>
  29 #include <asm/proto.h>
  30 #include <asm/mman.h>
  31 #include <asm/numa.h>
  32
  33 #include <asm-xen/hypervisor.h>
  34
  35 char x86_boot_params[2048] __initdata = {0,};
  36
  37 cpumask_t cpu_initialized __initdata = CPU_MASK_NONE;
  38
  39 struct x8664_pda cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
  40
  41 extern struct task_struct init_task;
  42
  43 extern unsigned char __per_cpu_start[], __per_cpu_end[];
  44
  45 extern struct desc_ptr cpu_gdt_descr[];
  46 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16, (unsigned long) idt_table };
  47
  48 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
  49
  50 unsigned long __supported_pte_mask = ~0UL;
  51 static int do_not_nx __initdata = 0;
  52
  53 /* noexec=on|off
  54 Control non executable mappings for 64bit processes.
  55
  56 on      Enable(default)
  57 off     Disable
  58 */
  59 int __init nonx_setup(char *str)
  60 {
  61         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
  62                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
  63                 do_not_nx = 0;
  64         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
  65                 do_not_nx = 1;
  66                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
  67         }
  68         return 0;
  69 }
  70 __setup("noexec=", nonx_setup); /* parsed early actually */
  71
  72 int force_personality32 = READ_IMPLIES_EXEC;
  73
  74 /* noexec32=on|off
  75 Control non executable heap for 32bit processes.
  76 To control the stack too use noexec=off
  77
  78 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes
  79 off     PROT_READ implies PROT_EXEC (default)
  80 */
  81 static int __init nonx32_setup(char *str)
  82 {
  83         if (!strcmp(str, "on"))
  84                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
  85         else if (!strcmp(str, "off"))
  86                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
  87         return 0;
  88 }
  89 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
  90
  91 /*
  92  * Great future plan:
  93  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
  94  * Always point %gs to its beginning
  95  */
  96 void __init setup_per_cpu_areas(void)
  97 {
  98         int i;
  99         unsigned long size;
 100
 101         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 102         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 103 #ifdef CONFIG_MODULES
 104         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 105                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 106 #endif
 107
 108         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 109                 unsigned char *ptr;
 110
 111                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
 112                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
 113                                i, num_online_nodes());
 114                         ptr = alloc_bootmem(size);
 115                 } else {
 116                         ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
 117                 }
 118                 if (!ptr)
 119                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 120                 cpu_pda[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 121                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 122         }
 123 }
 124
 125 void pda_init(int cpu)
 126 {
 127         pgd_t *old_level4 = (pgd_t *)xen_start_info.pt_base;
 128         struct x8664_pda *pda = &cpu_pda[cpu];
 129
 130         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
 131         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0));
 132         HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_KERNEL,
 133                                     (unsigned long)(cpu_pda + cpu));
 134
 135         pda->me = pda;
 136         pda->cpunumber = cpu;
 137         pda->irqcount = -1;
 138         pda->kernelstack =
 139                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE;
 140         pda->active_mm = &init_mm;
 141         pda->mmu_state = 0;
 142         pda->kernel_mode = 1;
 143
 144         if (cpu == 0) {
 145                 memcpy((void *)init_level4_pgt,
 146                        (void *) xen_start_info.pt_base, PAGE_SIZE);
 147                 /* others are initialized in smpboot.c */
 148                 pda->pcurrent = &init_task;
 149                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack;
 150                 make_page_readonly(init_level4_pgt);
 151                 make_page_readonly(init_level4_user_pgt);
 152                 make_page_readonly(level3_user_pgt); /* for vsyscall stuff */
 153                 xen_pgd_pin(__pa_symbol(init_level4_user_pgt));
 154                 xen_pud_pin(__pa_symbol(level3_user_pgt));
 155                 set_pgd((pgd_t *)(init_level4_user_pgt + 511),
 156                         mk_kernel_pgd(__pa_symbol(level3_user_pgt)));
 157         } else {
 158                 pda->irqstackptr = (char *)
 159                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
 160                 if (!pda->irqstackptr)
 161                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu);
 162         }
 163
 164         xen_pt_switch(__pa(init_level4_pgt));
 165         xen_new_user_pt(__pa(init_level4_user_pgt));
 166
 167         if (cpu == 0) {
 168                 xen_pgd_unpin(__pa(old_level4));
 169 #if 0
 170                 early_printk("__pa: %x, <machine_phys> old_level 4 %x\n",
 171                              __pa(xen_start_info.pt_base),
 172                              pfn_to_mfn(__pa(old_level4) >> PAGE_SHIFT));
 173 #endif
 174 //                make_page_writable(old_level4);
 175 //                free_bootmem(__pa(old_level4), PAGE_SIZE);
 176         }
 177
 178         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
 179 }
 180
 181 char boot_exception_stacks[N_EXCEPTION_STACKS * EXCEPTION_STKSZ]
 182 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
 183
 184 /* May not be marked __init: used by software suspend */
 185 void syscall_init(void)
 186 {
 187 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 188         syscall32_cpu_init ();
 189 #endif
 190 }
 191
 192 void __init check_efer(void)
 193 {
 194         unsigned long efer;
 195
 196         /*      rdmsrl(MSR_EFER, efer);  */
 197
 198         /*
 199          * At this point, Xen does not like the bit 63.
 200          * So NX is not supported. Come back later.
 201          */
 202         efer = 0;
 203
 204         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) {
 205                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 206         }
 207 }
 208
 209 void __init cpu_gdt_init(struct desc_ptr *gdt_descr)
 210 {
 211         unsigned long frames[gdt_descr->size >> PAGE_SHIFT];
 212         unsigned long va;
 213         int f;
 214
 215         for (va = gdt_descr->address, f = 0;
 216              va < gdt_descr->address + gdt_descr->size;
 217              va += PAGE_SIZE, f++) {
 218                 frames[f] = virt_to_machine(va) >> PAGE_SHIFT;
 219                 make_page_readonly((void *)va);
 220         }
 221         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, gdt_descr->size /
 222                                sizeof (struct desc_struct)))
 223                 BUG();
 224 }
 225
 226
 227 /*
 228  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
 229  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
 230  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
 231  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
 232  * A lot of state is already set up in PDA init.
 233  */
 234 void __init cpu_init (void)
 235 {
 236 #ifdef CONFIG_SMP
 237         int cpu = stack_smp_processor_id();
 238 #else
 239         int cpu = smp_processor_id();
 240 #endif
 241         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
 242         unsigned long v;
 243         char *estacks = NULL;
 244         struct task_struct *me;
 245         int i;
 246
 247         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
 248         if (cpu != 0) {
 249                 pda_init(cpu);
 250         } else
 251                 estacks = boot_exception_stacks;
 252
 253         me = current;
 254
 255         if (test_and_set_bit(cpu, &cpu_initialized))
 256                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
 257
 258         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
 259
 260 #if 0
 261                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
 262 #endif
 263         /*
 264          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
 265          * and set up the GDT descriptor:
 266          */
 267         if (cpu) {
 268                 memcpy(cpu_gdt_table[cpu], cpu_gdt_table[0], GDT_SIZE);
 269         }
 270
 271         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
 272         cpu_gdt_descr[cpu].address = (unsigned long)cpu_gdt_table[cpu];
 273 #if 0
 274         asm volatile("lgdt %0" :: "m" (cpu_gdt_descr[cpu]));
 275         asm volatile("lidt %0" :: "m" (idt_descr));
 276 #endif
 277         cpu_gdt_init(&cpu_gdt_descr[cpu]);
 278
 279 #if 0
 280         memcpy(me->thread.tls_array, cpu_gdt_table[cpu], GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
 281
 282 #endif
 283         memcpy(me->thread.tls_array, &get_cpu_gdt_table(cpu)[GDT_ENTRY_TLS_MIN],
 284             GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
 285
 286         /*
 287          * Delete NT
 288          */
 289
 290         asm volatile("pushfq ; popq %%rax ; btr $14,%%rax ; pushq %%rax ; popfq" ::: "eax");
 291
 292         if (cpu == 0)
 293                 early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
 294
 295         syscall_init();
 296
 297         barrier();
 298         check_efer();
 299
 300         /*
 301          * set up and load the per-CPU TSS
 302          */
 303         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
 304                 if (cpu) {
 305                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC,
 306                                                    EXCEPTION_STACK_ORDER);
 307                         if (!estacks)
 308                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
 309                                       v, cpu);
 310                 }
 311                 estacks += EXCEPTION_STKSZ;
 312                 t->ist[v] = (unsigned long)estacks;
 313         }
 314
 315         t->io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
 316         /*
 317          * <= is required because the CPU will access up to
 318          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
 319          */
 320         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
 321                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
 322
 323         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 324         me->active_mm = &init_mm;
 325         if (me->mm)
 326                 BUG();
 327         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
 328
 329         load_LDT(&init_mm.context);
 330
 331         /*
 332          * Clear all 6 debug registers:
 333          */
 334 #define CD(register) HYPERVISOR_set_debugreg(register, 0)
 335
 336         CD(0); CD(1); CD(2); CD(3); /* no db4 and db5 */; CD(6); CD(7);
 337
 338 #undef CD
 339 #if 0
 340         fpu_init();
 341 #endif
 342
 343 #ifdef CONFIG_NUMA
 344         numa_add_cpu(cpu);
 345 #endif
 346 }