drivers/lguest/x86/core.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006, Rusty Russell <rusty@rustcorp.com.au> IBM Corporation.
   3  * Copyright (C) 2007, Jes Sorensen <jes@sgi.com> SGI.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  13  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
  14  * details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19  */
  20 /*P:450
  21  * This file contains the x86-specific lguest code.  It used to be all
  22  * mixed in with drivers/lguest/core.c but several foolhardy code slashers
  23  * wrestled most of the dependencies out to here in preparation for porting
  24  * lguest to other architectures (see what I mean by foolhardy?).
  25  *
  26  * This also contains a couple of non-obvious setup and teardown pieces which
  27  * were implemented after days of debugging pain.
  28 :*/
  29 #include <linux/kernel.h>
  30 #include <linux/start_kernel.h>
  31 #include <linux/string.h>
  32 #include <linux/console.h>
  33 #include <linux/screen_info.h>
  34 #include <linux/irq.h>
  35 #include <linux/interrupt.h>
  36 #include <linux/clocksource.h>
  37 #include <linux/clockchips.h>
  38 #include <linux/cpu.h>
  39 #include <linux/lguest.h>
  40 #include <linux/lguest_launcher.h>
  41 #include <asm/paravirt.h>
  42 #include <asm/param.h>
  43 #include <asm/page.h>
  44 #include <asm/pgtable.h>
  45 #include <asm/desc.h>
  46 #include <asm/setup.h>
  47 #include <asm/lguest.h>
  48 #include <asm/uaccess.h>
  49 #include <asm/i387.h>
  50 #include "../lg.h"
  51
  52 static int cpu_had_pge;
  53
  54 static struct {
  55         unsigned long offset;
  56         unsigned short segment;
  57 } lguest_entry;
  58
  59 /* Offset from where switcher.S was compiled to where we've copied it */
  60 static unsigned long switcher_offset(void)
  61 {
  62         return switcher_addr - (unsigned long)start_switcher_text;
  63 }
  64
  65 /* This cpu's struct lguest_pages (after the Switcher text page) */
  66 static struct lguest_pages *lguest_pages(unsigned int cpu)
  67 {
  68         return &(((struct lguest_pages *)(switcher_addr + PAGE_SIZE))[cpu]);
  69 }
  70
  71 static DEFINE_PER_CPU(struct lg_cpu *, lg_last_cpu);
  72
  73 /*S:010
  74  * We approach the Switcher.
  75  *
  76  * Remember that each CPU has two pages which are visible to the Guest when it
  77  * runs on that CPU.  This has to contain the state for that Guest: we copy the
  78  * state in just before we run the Guest.
  79  *
  80  * Each Guest has "changed" flags which indicate what has changed in the Guest
  81  * since it last ran.  We saw this set in interrupts_and_traps.c and
  82  * segments.c.
  83  */
  84 static void copy_in_guest_info(struct lg_cpu *cpu, struct lguest_pages *pages)
  85 {
  86         /*
  87          * Copying all this data can be quite expensive.  We usually run the
  88          * same Guest we ran last time (and that Guest hasn't run anywhere else
  89          * meanwhile).  If that's not the case, we pretend everything in the
  90          * Guest has changed.
  91          */
  92         if (__this_cpu_read(lg_last_cpu) != cpu || cpu->last_pages != pages) {
  93                 __this_cpu_write(lg_last_cpu, cpu);
  94                 cpu->last_pages = pages;
  95                 cpu->changed = CHANGED_ALL;
  96         }
  97
  98         /*
  99          * These copies are pretty cheap, so we do them unconditionally: */
 100         /* Save the current Host top-level page directory.
 101          */
 102         pages->state.host_cr3 = __pa(current->mm->pgd);
 103         /*
 104          * Set up the Guest's page tables to see this CPU's pages (and no
 105          * other CPU's pages).
 106          */
 107         map_switcher_in_guest(cpu, pages);
 108         /*
 109          * Set up the two "TSS" members which tell the CPU what stack to use
 110          * for traps which do directly into the Guest (ie. traps at privilege
 111          * level 1).
 112          */
 113         pages->state.guest_tss.sp1 = cpu->esp1;
 114         pages->state.guest_tss.ss1 = cpu->ss1;
 115
 116         /* Copy direct-to-Guest trap entries. */
 117         if (cpu->changed & CHANGED_IDT)
 118                 copy_traps(cpu, pages->state.guest_idt, default_idt_entries);
 119
 120         /* Copy all GDT entries which the Guest can change. */
 121         if (cpu->changed & CHANGED_GDT)
 122                 copy_gdt(cpu, pages->state.guest_gdt);
 123         /* If only the TLS entries have changed, copy them. */
 124         else if (cpu->changed & CHANGED_GDT_TLS)
 125                 copy_gdt_tls(cpu, pages->state.guest_gdt);
 126
 127         /* Mark the Guest as unchanged for next time. */
 128         cpu->changed = 0;
 129 }
 130
 131 /* Finally: the code to actually call into the Switcher to run the Guest. */
 132 static void run_guest_once(struct lg_cpu *cpu, struct lguest_pages *pages)
 133 {
 134         /* This is a dummy value we need for GCC's sake. */
 135         unsigned int clobber;
 136
 137         /*
 138          * Copy the guest-specific information into this CPU's "struct
 139          * lguest_pages".
 140          */
 141         copy_in_guest_info(cpu, pages);
 142
 143         /*
 144          * Set the trap number to 256 (impossible value).  If we fault while
 145          * switching to the Guest (bad segment registers or bug), this will
 146          * cause us to abort the Guest.
 147          */
 148         cpu->regs->trapnum = 256;
 149
 150         /*
 151          * Now: we push the "eflags" register on the stack, then do an "lcall".
 152          * This is how we change from using the kernel code segment to using
 153          * the dedicated lguest code segment, as well as jumping into the
 154          * Switcher.
 155          *
 156          * The lcall also pushes the old code segment (KERNEL_CS) onto the
 157          * stack, then the address of this call.  This stack layout happens to
 158          * exactly match the stack layout created by an interrupt...
 159          */
 160         asm volatile("pushf; lcall *%4"
 161                      /*
 162                       * This is how we tell GCC that %eax ("a") and %ebx ("b")
 163                       * are changed by this routine.  The "=" means output.
 164                       */
 165                      : "=a"(clobber), "=b"(clobber)
 166                      /*
 167                       * %eax contains the pages pointer.  ("0" refers to the
 168                       * 0-th argument above, ie "a").  %ebx contains the
 169                       * physical address of the Guest's top-level page
 170                       * directory.
 171                       */
 172                      : "0"(pages),
 173                        "1"(__pa(cpu->lg->pgdirs[cpu->cpu_pgd].pgdir)),
 174                        "m"(lguest_entry)
 175                      /*
 176                       * We tell gcc that all these registers could change,
 177                       * which means we don't have to save and restore them in
 178                       * the Switcher.
 179                       */
 180                      : "memory", "%edx", "%ecx", "%edi", "%esi");
 181 }
 182 /*:*/
 183
 184 unsigned long *lguest_arch_regptr(struct lg_cpu *cpu, size_t reg_off, bool any)
 185 {
 186         switch (reg_off) {
 187         case offsetof(struct pt_regs, bx):
 188                 return &cpu->regs->ebx;
 189         case offsetof(struct pt_regs, cx):
 190                 return &cpu->regs->ecx;
 191         case offsetof(struct pt_regs, dx):
 192                 return &cpu->regs->edx;
 193         case offsetof(struct pt_regs, si):
 194                 return &cpu->regs->esi;
 195         case offsetof(struct pt_regs, di):
 196                 return &cpu->regs->edi;
 197         case offsetof(struct pt_regs, bp):
 198                 return &cpu->regs->ebp;
 199         case offsetof(struct pt_regs, ax):
 200                 return &cpu->regs->eax;
 201         case offsetof(struct pt_regs, ip):
 202                 return &cpu->regs->eip;
 203         case offsetof(struct pt_regs, sp):
 204                 return &cpu->regs->esp;
 205         }
 206
 207         /* Launcher can read these, but we don't allow any setting. */
 208         if (any) {
 209                 switch (reg_off) {
 210                 case offsetof(struct pt_regs, ds):
 211                         return &cpu->regs->ds;
 212                 case offsetof(struct pt_regs, es):
 213                         return &cpu->regs->es;
 214                 case offsetof(struct pt_regs, fs):
 215                         return &cpu->regs->fs;
 216                 case offsetof(struct pt_regs, gs):
 217                         return &cpu->regs->gs;
 218                 case offsetof(struct pt_regs, cs):
 219                         return &cpu->regs->cs;
 220                 case offsetof(struct pt_regs, flags):
 221                         return &cpu->regs->eflags;
 222                 case offsetof(struct pt_regs, ss):
 223                         return &cpu->regs->ss;
 224                 }
 225         }
 226
 227         return NULL;
 228 }
 229
 230 /*M:002
 231  * There are hooks in the scheduler which we can register to tell when we
 232  * get kicked off the CPU (preempt_notifier_register()).  This would allow us
 233  * to lazily disable SYSENTER which would regain some performance, and should
 234  * also simplify copy_in_guest_info().  Note that we'd still need to restore
 235  * things when we exit to Launcher userspace, but that's fairly easy.
 236  *
 237  * We could also try using these hooks for PGE, but that might be too expensive.
 238  *
 239  * The hooks were designed for KVM, but we can also put them to good use.
 240 :*/
 241
 242 /*H:040
 243  * This is the i386-specific code to setup and run the Guest.  Interrupts
 244  * are disabled: we own the CPU.
 245  */
 246 void lguest_arch_run_guest(struct lg_cpu *cpu)
 247 {
 248         /*
 249          * Remember the awfully-named TS bit?  If the Guest has asked to set it
 250          * we set it now, so we can trap and pass that trap to the Guest if it
 251          * uses the FPU.
 252          */
 253         if (cpu->ts && user_has_fpu())
 254                 stts();
 255
 256         /*
 257          * SYSENTER is an optimized way of doing system calls.  We can't allow
 258          * it because it always jumps to privilege level 0.  A normal Guest
 259          * won't try it because we don't advertise it in CPUID, but a malicious
 260          * Guest (or malicious Guest userspace program) could, so we tell the
 261          * CPU to disable it before running the Guest.
 262          */
 263         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
 264                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, 0, 0);
 265
 266         /*
 267          * Now we actually run the Guest.  It will return when something
 268          * interesting happens, and we can examine its registers to see what it
 269          * was doing.
 270          */
 271         run_guest_once(cpu, lguest_pages(raw_smp_processor_id()));
 272
 273         /*
 274          * Note that the "regs" structure contains two extra entries which are
 275          * not really registers: a trap number which says what interrupt or
 276          * trap made the switcher code come back, and an error code which some
 277          * traps set.
 278          */
 279
 280          /* Restore SYSENTER if it's supposed to be on. */
 281          if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
 282                 wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, __KERNEL_CS, 0);
 283
 284         /* Clear the host TS bit if it was set above. */
 285         if (cpu->ts && user_has_fpu())
 286                 clts();
 287
 288         /*
 289          * If the Guest page faulted, then the cr2 register will tell us the
 290          * bad virtual address.  We have to grab this now, because once we
 291          * re-enable interrupts an interrupt could fault and thus overwrite
 292          * cr2, or we could even move off to a different CPU.
 293          */
 294         if (cpu->regs->trapnum == 14)
 295                 cpu->arch.last_pagefault = read_cr2();
 296         /*
 297          * Similarly, if we took a trap because the Guest used the FPU,
 298          * we have to restore the FPU it expects to see.
 299          * math_state_restore() may sleep and we may even move off to
 300          * a different CPU. So all the critical stuff should be done
 301          * before this.
 302          */
 303         else if (cpu->regs->trapnum == 7 && !user_has_fpu())
 304                 math_state_restore();
 305 }
 306
 307 /*H:130
 308  * Now we've examined the hypercall code; our Guest can make requests.
 309  * Our Guest is usually so well behaved; it never tries to do things it isn't
 310  * allowed to, and uses hypercalls instead.  Unfortunately, Linux's paravirtual
 311  * infrastructure isn't quite complete, because it doesn't contain replacements
 312  * for the Intel I/O instructions.  As a result, the Guest sometimes fumbles
 313  * across one during the boot process as it probes for various things which are
 314  * usually attached to a PC.
 315  *
 316  * When the Guest uses one of these instructions, we get a trap (General
 317  * Protection Fault) and come here.  We queue this to be sent out to the
 318  * Launcher to handle.
 319  */
 320
 321 /*
 322  * The eip contains the *virtual* address of the Guest's instruction:
 323  * we copy the instruction here so the Launcher doesn't have to walk
 324  * the page tables to decode it.  We handle the case (eg. in a kernel
 325  * module) where the instruction is over two pages, and the pages are
 326  * virtually but not physically contiguous.
 327  *
 328  * The longest possible x86 instruction is 15 bytes, but we don't handle
 329  * anything that strange.
 330  */
 331 static void copy_from_guest(struct lg_cpu *cpu,
 332                             void *dst, unsigned long vaddr, size_t len)
 333 {
 334         size_t to_page_end = PAGE_SIZE - (vaddr % PAGE_SIZE);
 335         unsigned long paddr;
 336
 337         BUG_ON(len > PAGE_SIZE);
 338
 339         /* If it goes over a page, copy in two parts. */
 340         if (len > to_page_end) {
 341                 /* But make sure the next page is mapped! */
 342                 if (__guest_pa(cpu, vaddr + to_page_end, &paddr))
 343                         copy_from_guest(cpu, dst + to_page_end,
 344                                         vaddr + to_page_end,
 345                                         len - to_page_end);
 346                 else
 347                         /* Otherwise fill with zeroes. */
 348                         memset(dst + to_page_end, 0, len - to_page_end);
 349                 len = to_page_end;
 350         }
 351
 352         /* This will kill the guest if it isn't mapped, but that
 353          * shouldn't happen. */
 354         __lgread(cpu, dst, guest_pa(cpu, vaddr), len);
 355 }
 356
 357
 358 static void setup_emulate_insn(struct lg_cpu *cpu)
 359 {
 360         cpu->pending.trap = 13;
 361         copy_from_guest(cpu, cpu->pending.insn, cpu->regs->eip,
 362                         sizeof(cpu->pending.insn));
 363 }
 364
 365 /*H:050 Once we've re-enabled interrupts, we look at why the Guest exited. */
 366 void lguest_arch_handle_trap(struct lg_cpu *cpu)
 367 {
 368         switch (cpu->regs->trapnum) {
 369         case 13: /* We've intercepted a General Protection Fault. */
 370                 /* Hand to Launcher to emulate those pesky IN and OUT insns */
 371                 if (cpu->regs->errcode == 0) {
 372                         setup_emulate_insn(cpu);
 373                         return;
 374                 }
 375                 break;
 376         case 14: /* We've intercepted a Page Fault. */
 377                 /*
 378                  * The Guest accessed a virtual address that wasn't mapped.
 379                  * This happens a lot: we don't actually set up most of the page
 380                  * tables for the Guest at all when we start: as it runs it asks
 381                  * for more and more, and we set them up as required. In this
 382                  * case, we don't even tell the Guest that the fault happened.
 383                  *
 384                  * The errcode tells whether this was a read or a write, and
 385                  * whether kernel or userspace code.
 386                  */
 387                 if (demand_page(cpu, cpu->arch.last_pagefault,
 388                                 cpu->regs->errcode))
 389                         return;
 390
 391                 /*
 392                  * OK, it's really not there (or not OK): the Guest needs to
 393                  * know.  We write out the cr2 value so it knows where the
 394                  * fault occurred.
 395                  *
 396                  * Note that if the Guest were really messed up, this could
 397                  * happen before it's done the LHCALL_LGUEST_INIT hypercall, so
 398                  * lg->lguest_data could be NULL
 399                  */
 400                 if (cpu->lg->lguest_data &&
 401                     put_user(cpu->arch.last_pagefault,
 402                              &cpu->lg->lguest_data->cr2))
 403                         kill_guest(cpu, "Writing cr2");
 404                 break;
 405         case 7: /* We've intercepted a Device Not Available fault. */
 406                 /*
 407                  * If the Guest doesn't want to know, we already restored the
 408                  * Floating Point Unit, so we just continue without telling it.
 409                  */
 410                 if (!cpu->ts)
 411                         return;
 412                 break;
 413         case 32 ... 255:
 414                 /*
 415                  * These values mean a real interrupt occurred, in which case
 416                  * the Host handler has already been run. We just do a
 417                  * friendly check if another process should now be run, then
 418                  * return to run the Guest again.
 419                  */
 420                 cond_resched();
 421                 return;
 422         case LGUEST_TRAP_ENTRY:
 423                 /*
 424                  * Our 'struct hcall_args' maps directly over our regs: we set
 425                  * up the pointer now to indicate a hypercall is pending.
 426                  */
 427                 cpu->hcall = (struct hcall_args *)cpu->regs;
 428                 return;
 429         }
 430
 431         /* We didn't handle the trap, so it needs to go to the Guest. */
 432         if (!deliver_trap(cpu, cpu->regs->trapnum))
 433                 /*
 434                  * If the Guest doesn't have a handler (either it hasn't
 435                  * registered any yet, or it's one of the faults we don't let
 436                  * it handle), it dies with this cryptic error message.
 437                  */
 438                 kill_guest(cpu, "unhandled trap %li at %#lx (%#lx)",
 439                            cpu->regs->trapnum, cpu->regs->eip,
 440                            cpu->regs->trapnum == 14 ? cpu->arch.last_pagefault
 441                            : cpu->regs->errcode);
 442 }
 443
 444 /*
 445  * Now we can look at each of the routines this calls, in increasing order of
 446  * complexity: do_hypercalls(), emulate_insn(), maybe_do_interrupt(),
 447  * deliver_trap() and demand_page().  After all those, we'll be ready to
 448  * examine the Switcher, and our philosophical understanding of the Host/Guest
 449  * duality will be complete.
 450 :*/
 451 static void adjust_pge(void *on)
 452 {
 453         if (on)
 454                 write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_PGE);
 455         else
 456                 write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_PGE);
 457 }
 458
 459 /*H:020
 460  * Now the Switcher is mapped and every thing else is ready, we need to do
 461  * some more i386-specific initialization.
 462  */
 463 void __init lguest_arch_host_init(void)
 464 {
 465         int i;
 466
 467         /*
 468          * Most of the x86/switcher_32.S doesn't care that it's been moved; on
 469          * Intel, jumps are relative, and it doesn't access any references to
 470          * external code or data.
 471          *
 472          * The only exception is the interrupt handlers in switcher.S: their
 473          * addresses are placed in a table (default_idt_entries), so we need to
 474          * update the table with the new addresses.  switcher_offset() is a
 475          * convenience function which returns the distance between the
 476          * compiled-in switcher code and the high-mapped copy we just made.
 477          */
 478         for (i = 0; i < IDT_ENTRIES; i++)
 479                 default_idt_entries[i] += switcher_offset();
 480
 481         /*
 482          * Set up the Switcher's per-cpu areas.
 483          *
 484          * Each CPU gets two pages of its own within the high-mapped region
 485          * (aka. "struct lguest_pages").  Much of this can be initialized now,
 486          * but some depends on what Guest we are running (which is set up in
 487          * copy_in_guest_info()).
 488          */
 489         for_each_possible_cpu(i) {
 490                 /* lguest_pages() returns this CPU's two pages. */
 491                 struct lguest_pages *pages = lguest_pages(i);
 492                 /* This is a convenience pointer to make the code neater. */
 493                 struct lguest_ro_state *state = &pages->state;
 494
 495                 /*
 496                  * The Global Descriptor Table: the Host has a different one
 497                  * for each CPU.  We keep a descriptor for the GDT which says
 498                  * where it is and how big it is (the size is actually the last
 499                  * byte, not the size, hence the "-1").
 500                  */
 501                 state->host_gdt_desc.size = GDT_SIZE-1;
 502                 state->host_gdt_desc.address = (long)get_cpu_gdt_table(i);
 503
 504                 /*
 505                  * All CPUs on the Host use the same Interrupt Descriptor
 506                  * Table, so we just use store_idt(), which gets this CPU's IDT
 507                  * descriptor.
 508                  */
 509                 store_idt(&state->host_idt_desc);
 510
 511                 /*
 512                  * The descriptors for the Guest's GDT and IDT can be filled
 513                  * out now, too.  We copy the GDT & IDT into ->guest_gdt and
 514                  * ->guest_idt before actually running the Guest.
 515                  */
 516                 state->guest_idt_desc.size = sizeof(state->guest_idt)-1;
 517                 state->guest_idt_desc.address = (long)&state->guest_idt;
 518                 state->guest_gdt_desc.size = sizeof(state->guest_gdt)-1;
 519                 state->guest_gdt_desc.address = (long)&state->guest_gdt;
 520
 521                 /*
 522                  * We know where we want the stack to be when the Guest enters
 523                  * the Switcher: in pages->regs.  The stack grows upwards, so
 524                  * we start it at the end of that structure.
 525                  */
 526                 state->guest_tss.sp0 = (long)(&pages->regs + 1);
 527                 /*
 528                  * And this is the GDT entry to use for the stack: we keep a
 529                  * couple of special LGUEST entries.
 530                  */
 531                 state->guest_tss.ss0 = LGUEST_DS;
 532
 533                 /*
 534                  * x86 can have a finegrained bitmap which indicates what I/O
 535                  * ports the process can use.  We set it to the end of our
 536                  * structure, meaning "none".
 537                  */
 538                 state->guest_tss.io_bitmap_base = sizeof(state->guest_tss);
 539
 540                 /*
 541                  * Some GDT entries are the same across all Guests, so we can
 542                  * set them up now.
 543                  */
 544                 setup_default_gdt_entries(state);
 545                 /* Most IDT entries are the same for all Guests, too.*/
 546                 setup_default_idt_entries(state, default_idt_entries);
 547
 548                 /*
 549                  * The Host needs to be able to use the LGUEST segments on this
 550                  * CPU, too, so put them in the Host GDT.
 551                  */
 552                 get_cpu_gdt_table(i)[GDT_ENTRY_LGUEST_CS] = FULL_EXEC_SEGMENT;
 553                 get_cpu_gdt_table(i)[GDT_ENTRY_LGUEST_DS] = FULL_SEGMENT;
 554         }
 555
 556         /*
 557          * In the Switcher, we want the %cs segment register to use the
 558          * LGUEST_CS GDT entry: we've put that in the Host and Guest GDTs, so
 559          * it will be undisturbed when we switch.  To change %cs and jump we
 560          * need this structure to feed to Intel's "lcall" instruction.
 561          */
 562         lguest_entry.offset = (long)switch_to_guest + switcher_offset();
 563         lguest_entry.segment = LGUEST_CS;
 564
 565         /*
 566          * Finally, we need to turn off "Page Global Enable".  PGE is an
 567          * optimization where page table entries are specially marked to show
 568          * they never change.  The Host kernel marks all the kernel pages this
 569          * way because it's always present, even when userspace is running.
 570          *
 571          * Lguest breaks this: unbeknownst to the rest of the Host kernel, we
 572          * switch to the Guest kernel.  If you don't disable this on all CPUs,
 573          * you'll get really weird bugs that you'll chase for two days.
 574          *
 575          * I used to turn PGE off every time we switched to the Guest and back
 576          * on when we return, but that slowed the Switcher down noticibly.
 577          */
 578
 579         /*
 580          * We don't need the complexity of CPUs coming and going while we're
 581          * doing this.
 582          */
 583         get_online_cpus();
 584         if (cpu_has_pge) { /* We have a broader idea of "global". */
 585                 /* Remember that this was originally set (for cleanup). */
 586                 cpu_had_pge = 1;
 587                 /*
 588                  * adjust_pge is a helper function which sets or unsets the PGE
 589                  * bit on its CPU, depending on the argument (0 == unset).
 590                  */
 591                 on_each_cpu(adjust_pge, (void *)0, 1);
 592                 /* Turn off the feature in the global feature set. */
 593                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PGE);
 594         }
 595         put_online_cpus();
 596 }
 597 /*:*/
 598
 599 void __exit lguest_arch_host_fini(void)
 600 {
 601         /* If we had PGE before we started, turn it back on now. */
 602         get_online_cpus();
 603         if (cpu_had_pge) {
 604                 set_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_PGE);
 605                 /* adjust_pge's argument "1" means set PGE. */
 606                 on_each_cpu(adjust_pge, (void *)1, 1);
 607         }
 608         put_online_cpus();
 609 }
 610
 611
 612 /*H:122 The i386-specific hypercalls simply farm out to the right functions. */
 613 int lguest_arch_do_hcall(struct lg_cpu *cpu, struct hcall_args *args)
 614 {
 615         switch (args->arg0) {
 616         case LHCALL_LOAD_GDT_ENTRY:
 617                 load_guest_gdt_entry(cpu, args->arg1, args->arg2, args->arg3);
 618                 break;
 619         case LHCALL_LOAD_IDT_ENTRY:
 620                 load_guest_idt_entry(cpu, args->arg1, args->arg2, args->arg3);
 621                 break;
 622         case LHCALL_LOAD_TLS:
 623                 guest_load_tls(cpu, args->arg1);
 624                 break;
 625         default:
 626                 /* Bad Guest.  Bad! */
 627                 return -EIO;
 628         }
 629         return 0;
 630 }
 631
 632 /*H:126 i386-specific hypercall initialization: */
 633 int lguest_arch_init_hypercalls(struct lg_cpu *cpu)
 634 {
 635         u32 tsc_speed;
 636
 637         /*
 638          * The pointer to the Guest's "struct lguest_data" is the only argument.
 639          * We check that address now.
 640          */
 641         if (!lguest_address_ok(cpu->lg, cpu->hcall->arg1,
 642                                sizeof(*cpu->lg->lguest_data)))
 643                 return -EFAULT;
 644
 645         /*
 646          * Having checked it, we simply set lg->lguest_data to point straight
 647          * into the Launcher's memory at the right place and then use
 648          * copy_to_user/from_user from now on, instead of lgread/write.  I put
 649          * this in to show that I'm not immune to writing stupid
 650          * optimizations.
 651          */
 652         cpu->lg->lguest_data = cpu->lg->mem_base + cpu->hcall->arg1;
 653
 654         /*
 655          * We insist that the Time Stamp Counter exist and doesn't change with
 656          * cpu frequency.  Some devious chip manufacturers decided that TSC
 657          * changes could be handled in software.  I decided that time going
 658          * backwards might be good for benchmarks, but it's bad for users.
 659          *
 660          * We also insist that the TSC be stable: the kernel detects unreliable
 661          * TSCs for its own purposes, and we use that here.
 662          */
 663         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_CONSTANT_TSC) && !check_tsc_unstable())
 664                 tsc_speed = tsc_khz;
 665         else
 666                 tsc_speed = 0;
 667         if (put_user(tsc_speed, &cpu->lg->lguest_data->tsc_khz))
 668                 return -EFAULT;
 669
 670         /* The interrupt code might not like the system call vector. */
 671         if (!check_syscall_vector(cpu->lg))
 672                 kill_guest(cpu, "bad syscall vector");
 673
 674         return 0;
 675 }
 676 /*:*/
 677
 678 /*L:030
 679  * Most of the Guest's registers are left alone: we used get_zeroed_page() to
 680  * allocate the structure, so they will be 0.
 681  */
 682 void lguest_arch_setup_regs(struct lg_cpu *cpu, unsigned long start)
 683 {
 684         struct lguest_regs *regs = cpu->regs;
 685
 686         /*
 687          * There are four "segment" registers which the Guest needs to boot:
 688          * The "code segment" register (cs) refers to the kernel code segment
 689          * __KERNEL_CS, and the "data", "extra" and "stack" segment registers
 690          * refer to the kernel data segment __KERNEL_DS.
 691          *
 692          * The privilege level is packed into the lower bits.  The Guest runs
 693          * at privilege level 1 (GUEST_PL).
 694          */
 695         regs->ds = regs->es = regs->ss = __KERNEL_DS|GUEST_PL;
 696         regs->cs = __KERNEL_CS|GUEST_PL;
 697
 698         /*
 699          * The "eflags" register contains miscellaneous flags.  Bit 1 (0x002)
 700          * is supposed to always be "1".  Bit 9 (0x200) controls whether
 701          * interrupts are enabled.  We always leave interrupts enabled while
 702          * running the Guest.
 703          */
 704         regs->eflags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_FIXED;
 705
 706         /*
 707          * The "Extended Instruction Pointer" register says where the Guest is
 708          * running.
 709          */
 710         regs->eip = start;
 711
 712         /*
 713          * %esi points to our boot information, at physical address 0, so don't
 714          * touch it.
 715          */
 716
 717         /* There are a couple of GDT entries the Guest expects at boot. */
 718         setup_guest_gdt(cpu);
 719 }