Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 : : /* Paravirtualization interfaces
3 : : Copyright (C) 2006 Rusty Russell IBM Corporation
4 : :
5 : :
6 : : 2007 - x86_64 support added by Glauber de Oliveira Costa, Red Hat Inc
7 : : */
8 : :
9 : : #include <linux/errno.h>
10 : : #include <linux/init.h>
11 : : #include <linux/export.h>
12 : : #include <linux/efi.h>
13 : : #include <linux/bcd.h>
14 : : #include <linux/highmem.h>
15 : : #include <linux/kprobes.h>
16 : :
17 : : #include <asm/bug.h>
18 : : #include <asm/paravirt.h>
19 : : #include <asm/debugreg.h>
20 : : #include <asm/desc.h>
21 : : #include <asm/setup.h>
22 : : #include <asm/pgtable.h>
23 : : #include <asm/time.h>
24 : : #include <asm/pgalloc.h>
25 : : #include <asm/irq.h>
26 : : #include <asm/delay.h>
27 : : #include <asm/fixmap.h>
28 : : #include <asm/apic.h>
29 : : #include <asm/tlbflush.h>
30 : : #include <asm/timer.h>
31 : : #include <asm/special_insns.h>
32 : : #include <asm/tlb.h>
33 : : #include <asm/io_bitmap.h>
34 : :
35 : : /*
36 : : * nop stub, which must not clobber anything *including the stack* to
37 : : * avoid confusing the entry prologues.
38 : : */
39 : : extern void _paravirt_nop(void);
40 : : asm (".pushsection .entry.text, \"ax\"\n"
41 : : ".global _paravirt_nop\n"
42 : : "_paravirt_nop:\n\t"
43 : : "ret\n\t"
44 : : ".size _paravirt_nop, . - _paravirt_nop\n\t"
45 : : ".type _paravirt_nop, @function\n\t"
46 : : ".popsection");
47 : :
48 : 11 : void __init default_banner(void)
49 : : {
50 : 11 : printk(KERN_INFO "Booting paravirtualized kernel on %s\n",
51 : : pv_info.name);
52 : 11 : }
53 : :
54 : : /* Undefined instruction for dealing with missing ops pointers. */
55 : : static const unsigned char ud2a[] = { 0x0f, 0x0b };
56 : :
57 : : struct branch {
58 : : unsigned char opcode;
59 : : u32 delta;
60 : : } __attribute__((packed));
61 : :
62 : 363 : static unsigned paravirt_patch_call(void *insn_buff, const void *target,
63 : : unsigned long addr, unsigned len)
64 : : {
65 : 363 : const int call_len = 5;
66 : 363 : struct branch *b = insn_buff;
67 : 363 : unsigned long delta = (unsigned long)target - (addr+call_len);
68 : :
69 [ - + ]: 363 : if (len < call_len) {
70 : 0 : pr_warn("paravirt: Failed to patch indirect CALL at %ps\n", (void *)addr);
71 : : /* Kernel might not be viable if patching fails, bail out: */
72 : 0 : BUG_ON(1);
73 : : }
74 : :
75 : 363 : b->opcode = 0xe8; /* call */
76 : 363 : b->delta = delta;
77 : 363 : BUILD_BUG_ON(sizeof(*b) != call_len);
78 : :
79 : 363 : return call_len;
80 : : }
81 : :
82 : : #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
83 : : /* identity function, which can be inlined */
84 : : u64 notrace _paravirt_ident_64(u64 x)
85 : : {
86 : : return x;
87 : : }
88 : :
89 : : static unsigned paravirt_patch_jmp(void *insn_buff, const void *target,
90 : : unsigned long addr, unsigned len)
91 : : {
92 : : struct branch *b = insn_buff;
93 : : unsigned long delta = (unsigned long)target - (addr+5);
94 : :
95 : : if (len < 5) {
96 : : #ifdef CONFIG_RETPOLINE
97 : : WARN_ONCE(1, "Failing to patch indirect JMP in %ps\n", (void *)addr);
98 : : #endif
99 : : return len; /* call too long for patch site */
100 : : }
101 : :
102 : : b->opcode = 0xe9; /* jmp */
103 : : b->delta = delta;
104 : :
105 : : return 5;
106 : : }
107 : : #endif
108 : :
109 : : DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(virt_spin_lock_key);
110 : :
111 : 11 : void __init native_pv_lock_init(void)
112 : : {
113 [ - + ]: 11 : if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_HYPERVISOR))
114 : 0 : static_branch_disable(&virt_spin_lock_key);
115 : 11 : }
116 : :
117 : 374 : unsigned paravirt_patch_default(u8 type, void *insn_buff,
118 : : unsigned long addr, unsigned len)
119 : : {
120 : : /*
121 : : * Neat trick to map patch type back to the call within the
122 : : * corresponding structure.
123 : : */
124 : 374 : void *opfunc = *((void **)&pv_ops + type);
125 : 374 : unsigned ret;
126 : :
127 [ - + ]: 374 : if (opfunc == NULL)
128 : : /* If there's no function, patch it with a ud2a (BUG) */
129 : 0 : ret = paravirt_patch_insns(insn_buff, len, ud2a, ud2a+sizeof(ud2a));
130 [ + + ]: 374 : else if (opfunc == _paravirt_nop)
131 : : ret = 0;
132 : :
133 : : #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
134 : : /* identity functions just return their single argument */
135 : : else if (opfunc == _paravirt_ident_64)
136 : : ret = paravirt_patch_ident_64(insn_buff, len);
137 : :
138 : : else if (type == PARAVIRT_PATCH(cpu.iret) ||
139 : : type == PARAVIRT_PATCH(cpu.usergs_sysret64))
140 : : /* If operation requires a jmp, then jmp */
141 : : ret = paravirt_patch_jmp(insn_buff, opfunc, addr, len);
142 : : #endif
143 : : else
144 : : /* Otherwise call the function. */
145 : 363 : ret = paravirt_patch_call(insn_buff, opfunc, addr, len);
146 : :
147 : 374 : return ret;
148 : : }
149 : :
150 : 0 : unsigned paravirt_patch_insns(void *insn_buff, unsigned len,
151 : : const char *start, const char *end)
152 : : {
153 : 0 : unsigned insn_len = end - start;
154 : :
155 : : /* Alternative instruction is too large for the patch site and we cannot continue: */
156 [ # # ]: 0 : BUG_ON(insn_len > len || start == NULL);
157 : :
158 : 0 : memcpy(insn_buff, start, insn_len);
159 : :
160 : 0 : return insn_len;
161 : : }
162 : :
163 : 114138 : static void native_flush_tlb(void)
164 : : {
165 : 114138 : __native_flush_tlb();
166 : 114138 : }
167 : :
168 : : /*
169 : : * Global pages have to be flushed a bit differently. Not a real
170 : : * performance problem because this does not happen often.
171 : : */
172 : 646 : static void native_flush_tlb_global(void)
173 : : {
174 : 646 : __native_flush_tlb_global();
175 : 646 : }
176 : :
177 : 2029718 : static void native_flush_tlb_one_user(unsigned long addr)
178 : : {
179 : 2029718 : __native_flush_tlb_one_user(addr);
180 : 2029718 : }
181 : :
182 : : struct static_key paravirt_steal_enabled;
183 : : struct static_key paravirt_steal_rq_enabled;
184 : :
185 : 0 : static u64 native_steal_clock(int cpu)
186 : : {
187 : 0 : return 0;
188 : : }
189 : :
190 : : /* These are in entry.S */
191 : : extern void native_iret(void);
192 : : extern void native_usergs_sysret64(void);
193 : :
194 : : static struct resource reserve_ioports = {
195 : : .start = 0,
196 : : .end = IO_SPACE_LIMIT,
197 : : .name = "paravirt-ioport",
198 : : .flags = IORESOURCE_IO | IORESOURCE_BUSY,
199 : : };
200 : :
201 : : /*
202 : : * Reserve the whole legacy IO space to prevent any legacy drivers
203 : : * from wasting time probing for their hardware. This is a fairly
204 : : * brute-force approach to disabling all non-virtual drivers.
205 : : *
206 : : * Note that this must be called very early to have any effect.
207 : : */
208 : 0 : int paravirt_disable_iospace(void)
209 : : {
210 : 0 : return request_resource(&ioport_resource, &reserve_ioports);
211 : : }
212 : :
213 : : static DEFINE_PER_CPU(enum paravirt_lazy_mode, paravirt_lazy_mode) = PARAVIRT_LAZY_NONE;
214 : :
215 : 0 : static inline void enter_lazy(enum paravirt_lazy_mode mode)
216 : : {
217 [ # # ]: 0 : BUG_ON(this_cpu_read(paravirt_lazy_mode) != PARAVIRT_LAZY_NONE);
218 : :
219 : 0 : this_cpu_write(paravirt_lazy_mode, mode);
220 : : }
221 : :
222 : 0 : static void leave_lazy(enum paravirt_lazy_mode mode)
223 : : {
224 [ # # ]: 0 : BUG_ON(this_cpu_read(paravirt_lazy_mode) != mode);
225 : :
226 : 0 : this_cpu_write(paravirt_lazy_mode, PARAVIRT_LAZY_NONE);
227 : : }
228 : :
229 : 0 : void paravirt_enter_lazy_mmu(void)
230 : : {
231 : 0 : enter_lazy(PARAVIRT_LAZY_MMU);
232 : 0 : }
233 : :
234 : 0 : void paravirt_leave_lazy_mmu(void)
235 : : {
236 : 0 : leave_lazy(PARAVIRT_LAZY_MMU);
237 : 0 : }
238 : :
239 : 0 : void paravirt_flush_lazy_mmu(void)
240 : : {
241 : 0 : preempt_disable();
242 : :
243 : 0 : if (paravirt_get_lazy_mode() == PARAVIRT_LAZY_MMU) {
244 : 0 : arch_leave_lazy_mmu_mode();
245 : 0 : arch_enter_lazy_mmu_mode();
246 : : }
247 : :
248 : 0 : preempt_enable();
249 : 0 : }
250 : :
251 : : #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
252 : : void paravirt_start_context_switch(struct task_struct *prev)
253 : : {
254 : : BUG_ON(preemptible());
255 : :
256 : : if (this_cpu_read(paravirt_lazy_mode) == PARAVIRT_LAZY_MMU) {
257 : : arch_leave_lazy_mmu_mode();
258 : : set_ti_thread_flag(task_thread_info(prev), TIF_LAZY_MMU_UPDATES);
259 : : }
260 : : enter_lazy(PARAVIRT_LAZY_CPU);
261 : : }
262 : :
263 : : void paravirt_end_context_switch(struct task_struct *next)
264 : : {
265 : : BUG_ON(preemptible());
266 : :
267 : : leave_lazy(PARAVIRT_LAZY_CPU);
268 : :
269 : : if (test_and_clear_ti_thread_flag(task_thread_info(next), TIF_LAZY_MMU_UPDATES))
270 : : arch_enter_lazy_mmu_mode();
271 : : }
272 : : #endif
273 : :
274 : 0 : enum paravirt_lazy_mode paravirt_get_lazy_mode(void)
275 : : {
276 [ # # # # ]: 0 : if (in_interrupt())
277 : : return PARAVIRT_LAZY_NONE;
278 : :
279 : 0 : return this_cpu_read(paravirt_lazy_mode);
280 : : }
281 : :
282 : : struct pv_info pv_info = {
283 : : .name = "bare hardware",
284 : : #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
285 : : .kernel_rpl = 0,
286 : : .shared_kernel_pmd = 1, /* Only used when CONFIG_X86_PAE is set */
287 : :
288 : : #ifdef CONFIG_X86_64
289 : : .extra_user_64bit_cs = __USER_CS,
290 : : #endif
291 : : #endif
292 : : };
293 : :
294 : : /* 64-bit pagetable entries */
295 : : #define PTE_IDENT __PV_IS_CALLEE_SAVE(_paravirt_ident_64)
296 : :
297 : : struct paravirt_patch_template pv_ops = {
298 : : /* Init ops. */
299 : : .init.patch = native_patch,
300 : :
301 : : /* Time ops. */
302 : : .time.sched_clock = native_sched_clock,
303 : : .time.steal_clock = native_steal_clock,
304 : :
305 : : /* Cpu ops. */
306 : : .cpu.io_delay = native_io_delay,
307 : :
308 : : #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
309 : : .cpu.cpuid = native_cpuid,
310 : : .cpu.get_debugreg = native_get_debugreg,
311 : : .cpu.set_debugreg = native_set_debugreg,
312 : : .cpu.read_cr0 = native_read_cr0,
313 : : .cpu.write_cr0 = native_write_cr0,
314 : : .cpu.write_cr4 = native_write_cr4,
315 : : .cpu.wbinvd = native_wbinvd,
316 : : .cpu.read_msr = native_read_msr,
317 : : .cpu.write_msr = native_write_msr,
318 : : .cpu.read_msr_safe = native_read_msr_safe,
319 : : .cpu.write_msr_safe = native_write_msr_safe,
320 : : .cpu.read_pmc = native_read_pmc,
321 : : .cpu.load_tr_desc = native_load_tr_desc,
322 : : .cpu.set_ldt = native_set_ldt,
323 : : .cpu.load_gdt = native_load_gdt,
324 : : .cpu.load_idt = native_load_idt,
325 : : .cpu.store_tr = native_store_tr,
326 : : .cpu.load_tls = native_load_tls,
327 : : #ifdef CONFIG_X86_64
328 : : .cpu.load_gs_index = native_load_gs_index,
329 : : #endif
330 : : .cpu.write_ldt_entry = native_write_ldt_entry,
331 : : .cpu.write_gdt_entry = native_write_gdt_entry,
332 : : .cpu.write_idt_entry = native_write_idt_entry,
333 : :
334 : : .cpu.alloc_ldt = paravirt_nop,
335 : : .cpu.free_ldt = paravirt_nop,
336 : :
337 : : .cpu.load_sp0 = native_load_sp0,
338 : :
339 : : #ifdef CONFIG_X86_64
340 : : .cpu.usergs_sysret64 = native_usergs_sysret64,
341 : : #endif
342 : : .cpu.iret = native_iret,
343 : : .cpu.swapgs = native_swapgs,
344 : :
345 : : #ifdef CONFIG_X86_IOPL_IOPERM
346 : : .cpu.update_io_bitmap = native_tss_update_io_bitmap,
347 : : #endif
348 : :
349 : : .cpu.start_context_switch = paravirt_nop,
350 : : .cpu.end_context_switch = paravirt_nop,
351 : :
352 : : /* Irq ops. */
353 : : .irq.save_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(native_save_fl),
354 : : .irq.restore_fl = __PV_IS_CALLEE_SAVE(native_restore_fl),
355 : : .irq.irq_disable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(native_irq_disable),
356 : : .irq.irq_enable = __PV_IS_CALLEE_SAVE(native_irq_enable),
357 : : .irq.safe_halt = native_safe_halt,
358 : : .irq.halt = native_halt,
359 : : #endif /* CONFIG_PARAVIRT_XXL */
360 : :
361 : : /* Mmu ops. */
362 : : .mmu.flush_tlb_user = native_flush_tlb,
363 : : .mmu.flush_tlb_kernel = native_flush_tlb_global,
364 : : .mmu.flush_tlb_one_user = native_flush_tlb_one_user,
365 : : .mmu.flush_tlb_others = native_flush_tlb_others,
366 : : .mmu.tlb_remove_table =
367 : : (void (*)(struct mmu_gather *, void *))tlb_remove_page,
368 : :
369 : : .mmu.exit_mmap = paravirt_nop,
370 : :
371 : : #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
372 : : .mmu.read_cr2 = __PV_IS_CALLEE_SAVE(native_read_cr2),
373 : : .mmu.write_cr2 = native_write_cr2,
374 : : .mmu.read_cr3 = __native_read_cr3,
375 : : .mmu.write_cr3 = native_write_cr3,
376 : :
377 : : .mmu.pgd_alloc = __paravirt_pgd_alloc,
378 : : .mmu.pgd_free = paravirt_nop,
379 : :
380 : : .mmu.alloc_pte = paravirt_nop,
381 : : .mmu.alloc_pmd = paravirt_nop,
382 : : .mmu.alloc_pud = paravirt_nop,
383 : : .mmu.alloc_p4d = paravirt_nop,
384 : : .mmu.release_pte = paravirt_nop,
385 : : .mmu.release_pmd = paravirt_nop,
386 : : .mmu.release_pud = paravirt_nop,
387 : : .mmu.release_p4d = paravirt_nop,
388 : :
389 : : .mmu.set_pte = native_set_pte,
390 : : .mmu.set_pte_at = native_set_pte_at,
391 : : .mmu.set_pmd = native_set_pmd,
392 : :
393 : : .mmu.ptep_modify_prot_start = __ptep_modify_prot_start,
394 : : .mmu.ptep_modify_prot_commit = __ptep_modify_prot_commit,
395 : :
396 : : #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 3
397 : : #ifdef CONFIG_X86_PAE
398 : : .mmu.set_pte_atomic = native_set_pte_atomic,
399 : : .mmu.pte_clear = native_pte_clear,
400 : : .mmu.pmd_clear = native_pmd_clear,
401 : : #endif
402 : : .mmu.set_pud = native_set_pud,
403 : :
404 : : .mmu.pmd_val = PTE_IDENT,
405 : : .mmu.make_pmd = PTE_IDENT,
406 : :
407 : : #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4
408 : : .mmu.pud_val = PTE_IDENT,
409 : : .mmu.make_pud = PTE_IDENT,
410 : :
411 : : .mmu.set_p4d = native_set_p4d,
412 : :
413 : : #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 5
414 : : .mmu.p4d_val = PTE_IDENT,
415 : : .mmu.make_p4d = PTE_IDENT,
416 : :
417 : : .mmu.set_pgd = native_set_pgd,
418 : : #endif /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 5 */
419 : : #endif /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4 */
420 : : #endif /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 3 */
421 : :
422 : : .mmu.pte_val = PTE_IDENT,
423 : : .mmu.pgd_val = PTE_IDENT,
424 : :
425 : : .mmu.make_pte = PTE_IDENT,
426 : : .mmu.make_pgd = PTE_IDENT,
427 : :
428 : : .mmu.dup_mmap = paravirt_nop,
429 : : .mmu.activate_mm = paravirt_nop,
430 : :
431 : : .mmu.lazy_mode = {
432 : : .enter = paravirt_nop,
433 : : .leave = paravirt_nop,
434 : : .flush = paravirt_nop,
435 : : },
436 : :
437 : : .mmu.set_fixmap = native_set_fixmap,
438 : : #endif /* CONFIG_PARAVIRT_XXL */
439 : :
440 : : #if defined(CONFIG_PARAVIRT_SPINLOCKS)
441 : : /* Lock ops. */
442 : : #ifdef CONFIG_SMP
443 : : .lock.queued_spin_lock_slowpath = native_queued_spin_lock_slowpath,
444 : : .lock.queued_spin_unlock =
445 : : PV_CALLEE_SAVE(__native_queued_spin_unlock),
446 : : .lock.wait = paravirt_nop,
447 : : .lock.kick = paravirt_nop,
448 : : .lock.vcpu_is_preempted =
449 : : PV_CALLEE_SAVE(__native_vcpu_is_preempted),
450 : : #endif /* SMP */
451 : : #endif
452 : : };
453 : :
454 : : #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
455 : : /* At this point, native_get/set_debugreg has real function entries */
456 : : NOKPROBE_SYMBOL(native_get_debugreg);
457 : : NOKPROBE_SYMBOL(native_set_debugreg);
458 : : NOKPROBE_SYMBOL(native_load_idt);
459 : : #endif
460 : :
461 : : EXPORT_SYMBOL(pv_ops);
462 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(pv_info);
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