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