arch/x86/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/pda.h>
  19 #include <asm/pgtable.h>
  20 #include <asm/processor.h>
  21 #include <asm/desc.h>
  22 #include <asm/atomic.h>
  23 #include <asm/mmu_context.h>
  24 #include <asm/smp.h>
  25 #include <asm/i387.h>
  26 #include <asm/percpu.h>
  27 #include <asm/proto.h>
  28 #include <asm/sections.h>
  29 #include <asm/setup.h>
  30 #ifdef CONFIG_XEN
  31 #include <asm/hypervisor.h>
  32 #endif
  33
  34 struct boot_params __initdata boot_params;
  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 /* noexec=on|off
  53 Control non executable mappings for 64bit processes.
  54
  55 on      Enable(default)
  56 off     Disable
  57 */
  58 static int __init nonx_setup(char *str)
  59 {
  60         if (!str)
  61                 return -EINVAL;
  62         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
  63                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
  64                 do_not_nx = 0;
  65         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
  66                 do_not_nx = 1;
  67                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
  68         }
  69         return 0;
  70 }
  71 early_param("noexec", nonx_setup);
  72
  73 int force_personality32 = 0;
  74
  75 /* noexec32=on|off
  76 Control non executable heap for 32bit processes.
  77 To control the stack too use noexec=off
  78
  79 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes
  80 off     PROT_READ implies PROT_EXEC (default)
  81 */
  82 static int __init nonx32_setup(char *str)
  83 {
  84         if (!strcmp(str, "on"))
  85                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
  86         else if (!strcmp(str, "off"))
  87                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
  88         return 1;
  89 }
  90 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
  91
  92 /*
  93  * Great future plan:
  94  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
  95  * Always point %gs to its beginning
  96  */
  97 void __init setup_per_cpu_areas(void)
  98 {
  99         int i;
 100         unsigned long size;
 101
 102 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 103         prefill_possible_map();
 104 #endif
 105
 106         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 107         size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 108
 109         printk(KERN_INFO "PERCPU: Allocating %lu bytes of per cpu data\n", size);
 110         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
 111                 char *ptr;
 112
 113                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
 114                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
 115                                i, num_online_nodes());
 116                         ptr = alloc_bootmem_pages(size);
 117                 } else {
 118                         ptr = alloc_bootmem_pages_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
 119                 }
 120                 if (!ptr)
 121                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 122                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 123                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 124         }
 125 }
 126
 127 #ifdef CONFIG_XEN
 128 static void __init_refok switch_pt(int cpu)
 129 {
 130         if (cpu == 0)
 131                 xen_init_pt();
 132         xen_pt_switch(__pa_symbol(init_level4_pgt));
 133         xen_new_user_pt(__pa_symbol(__user_pgd(init_level4_pgt)));
 134 }
 135 #define switch_pt() switch_pt(cpu)
 136
 137 static void __cpuinit cpu_gdt_init(const struct desc_ptr *gdt_descr)
 138 {
 139         unsigned long frames[16];
 140         unsigned long va;
 141         int f;
 142
 143         for (va = gdt_descr->address, f = 0;
 144              va < gdt_descr->address + gdt_descr->size;
 145              va += PAGE_SIZE, f++) {
 146                 frames[f] = virt_to_mfn(va);
 147                 make_page_readonly(
 148                         (void *)va, XENFEAT_writable_descriptor_tables);
 149         }
 150         if (HYPERVISOR_set_gdt(frames, (gdt_descr->size + 1) /
 151                                sizeof (struct desc_struct)))
 152                 BUG();
 153 }
 154 #else
 155 static void switch_pt(void)
 156 {
 157         asm volatile("movq %0,%%cr3" :: "r" (__pa_symbol(&init_level4_pgt)));
 158 }
 159
 160 static void __cpuinit cpu_gdt_init(const struct desc_ptr *gdt_descr)
 161 {
 162         load_gdt(gdt_descr);
 163         load_idt(idt_descr);
 164 }
 165 #endif
 166
 167 void pda_init(int cpu)
 168 {
 169         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
 170
 171         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
 172         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0));
 173 #ifndef CONFIG_XEN
 174         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
 175         mb();
 176         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
 177         mb();
 178 #else
 179         if (HYPERVISOR_set_segment_base(SEGBASE_GS_KERNEL,
 180                                         (unsigned long)pda))
 181                 BUG();
 182 #endif
 183         pda->cpunumber = cpu;
 184         pda->irqcount = -1;
 185         pda->kernelstack =
 186                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE;
 187         pda->active_mm = &init_mm;
 188         pda->mmu_state = 0;
 189
 190         if (cpu == 0) {
 191                 /* others are initialized in smpboot.c */
 192                 pda->pcurrent = &init_task;
 193                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack;
 194         } else {
 195                 pda->irqstackptr = (char *)
 196                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
 197                 if (!pda->irqstackptr)
 198                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu);
 199         }
 200
 201         switch_pt();
 202
 203         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
 204 }
 205
 206 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 207 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
 208 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
 209 #endif
 210
 211 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
 212
 213 /* May not be marked __init: used by software suspend */
 214 void syscall_init(void)
 215 {
 216 #ifndef CONFIG_XEN
 217         /*
 218          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
 219          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
 220          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
 221          */
 222         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
 223         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
 224         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
 225
 226         /* Flags to clear on syscall */
 227         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK, EF_TF|EF_DF|EF_IE|0x3000);
 228 #endif
 229 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 230         syscall32_cpu_init ();
 231 #else
 232         {
 233                 static const struct callback_register cstar = {
 234                         .type = CALLBACKTYPE_syscall32,
 235                         .address = (unsigned long)ignore_sysret
 236                 };
 237                 if (HYPERVISOR_callback_op(CALLBACKOP_register, &cstar))
 238                         printk(KERN_WARN "Unable to register CSTAR callback\n");
 239         }
 240 #endif
 241 }
 242
 243 void __cpuinit check_efer(void)
 244 {
 245         unsigned long efer;
 246
 247         rdmsrl(MSR_EFER, efer);
 248         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) {
 249                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 250         }
 251 }
 252
 253 unsigned long kernel_eflags;
 254
 255 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 256 /*
 257  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
 258  * debugging, no special alignment required.
 259  */
 260 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
 261 #endif
 262
 263 /*
 264  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
 265  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
 266  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
 267  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
 268  * A lot of state is already set up in PDA init.
 269  */
 270 void __cpuinit cpu_init (void)
 271 {
 272         int cpu = stack_smp_processor_id();
 273 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 274         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
 275         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
 276         unsigned long v;
 277         char *estacks = NULL;
 278         unsigned i;
 279 #endif
 280         struct task_struct *me;
 281
 282         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
 283         if (cpu != 0) {
 284                 pda_init(cpu);
 285         }
 286 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 287         else
 288                 estacks = boot_exception_stacks;
 289 #endif
 290
 291         me = current;
 292
 293         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
 294                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
 295
 296         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
 297
 298         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
 299
 300         /*
 301          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
 302          * and set up the GDT descriptor:
 303          */
 304 #ifndef CONFIG_XEN
 305         if (cpu)
 306                 memcpy(cpu_gdt(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
 307 #endif
 308
 309         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
 310         cpu_gdt_init(&cpu_gdt_descr[cpu]);
 311
 312         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
 313         syscall_init();
 314
 315         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
 316         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
 317         barrier();
 318
 319         check_efer();
 320
 321 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 322         /*
 323          * set up and load the per-CPU TSS
 324          */
 325         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
 326                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
 327                         [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
 328                         [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
 329                 };
 330                 if (cpu) {
 331                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
 332                         if (!estacks)
 333                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
 334                                       v, cpu);
 335                 }
 336                 estacks += PAGE_SIZE << order[v];
 337                 orig_ist->ist[v] = t->ist[v] = (unsigned long)estacks;
 338         }
 339
 340         t->io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
 341         /*
 342          * <= is required because the CPU will access up to
 343          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
 344          */
 345         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
 346                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
 347 #endif
 348
 349         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 350         me->active_mm = &init_mm;
 351         if (me->mm)
 352                 BUG();
 353         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
 354
 355 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 356         set_tss_desc(cpu, t);
 357 #endif
 358 #ifndef CONFIG_XEN
 359         load_TR_desc();
 360 #endif
 361         load_LDT(&init_mm.context);
 362
 363         /*
 364          * Clear all 6 debug registers:
 365          */
 366
 367         set_debugreg(0UL, 0);
 368         set_debugreg(0UL, 1);
 369         set_debugreg(0UL, 2);
 370         set_debugreg(0UL, 3);
 371         set_debugreg(0UL, 6);
 372         set_debugreg(0UL, 7);
 373
 374         fpu_init();
 375
 376         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
 377 }