EDAC/igen6: ecclog_llist can be static
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86 / kernel / head_64.S
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  *  linux/arch/x86/kernel/head_64.S -- start in 32bit and switch to 64bit
4  *
5  *  Copyright (C) 2000 Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  *  Copyright (C) 2000 Pavel Machek <pavel@suse.cz>
7  *  Copyright (C) 2000 Karsten Keil <kkeil@suse.de>
8  *  Copyright (C) 2001,2002 Andi Kleen <ak@suse.de>
9  *  Copyright (C) 2005 Eric Biederman <ebiederm@xmission.com>
10  */
11
12
13 #include <linux/linkage.h>
14 #include <linux/threads.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/pgtable.h>
17 #include <asm/segment.h>
18 #include <asm/page.h>
19 #include <asm/msr.h>
20 #include <asm/cache.h>
21 #include <asm/processor-flags.h>
22 #include <asm/percpu.h>
23 #include <asm/nops.h>
24 #include "../entry/calling.h"
25 #include <asm/export.h>
26 #include <asm/nospec-branch.h>
27 #include <asm/fixmap.h>
28
29 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
30 #include <asm/asm-offsets.h>
31 #include <asm/paravirt.h>
32 #define GET_CR2_INTO(reg) GET_CR2_INTO_AX ; _ASM_MOV %_ASM_AX, reg
33 #else
34 #define INTERRUPT_RETURN iretq
35 #define GET_CR2_INTO(reg) _ASM_MOV %cr2, reg
36 #endif
37
38 /*
39  * We are not able to switch in one step to the final KERNEL ADDRESS SPACE
40  * because we need identity-mapped pages.
41  */
42 #define l4_index(x)     (((x) >> 39) & 511)
43 #define pud_index(x)    (((x) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD-1))
44
45 L4_PAGE_OFFSET = l4_index(__PAGE_OFFSET_BASE_L4)
46 L4_START_KERNEL = l4_index(__START_KERNEL_map)
47
48 L3_START_KERNEL = pud_index(__START_KERNEL_map)
49
50         .text
51         __HEAD
52         .code64
53 SYM_CODE_START_NOALIGN(startup_64)
54         UNWIND_HINT_EMPTY
55         /*
56          * At this point the CPU runs in 64bit mode CS.L = 1 CS.D = 0,
57          * and someone has loaded an identity mapped page table
58          * for us.  These identity mapped page tables map all of the
59          * kernel pages and possibly all of memory.
60          *
61          * %rsi holds a physical pointer to real_mode_data.
62          *
63          * We come here either directly from a 64bit bootloader, or from
64          * arch/x86/boot/compressed/head_64.S.
65          *
66          * We only come here initially at boot nothing else comes here.
67          *
68          * Since we may be loaded at an address different from what we were
69          * compiled to run at we first fixup the physical addresses in our page
70          * tables and then reload them.
71          */
72
73         /* Set up the stack for verify_cpu(), similar to initial_stack below */
74         leaq    (__end_init_task - SIZEOF_PTREGS)(%rip), %rsp
75
76         leaq    _text(%rip), %rdi
77         pushq   %rsi
78         call    startup_64_setup_env
79         popq    %rsi
80
81         /* Now switch to __KERNEL_CS so IRET works reliably */
82         pushq   $__KERNEL_CS
83         leaq    .Lon_kernel_cs(%rip), %rax
84         pushq   %rax
85         lretq
86
87 .Lon_kernel_cs:
88         UNWIND_HINT_EMPTY
89
90         /* Sanitize CPU configuration */
91         call verify_cpu
92
93         /*
94          * Perform pagetable fixups. Additionally, if SME is active, encrypt
95          * the kernel and retrieve the modifier (SME encryption mask if SME
96          * is active) to be added to the initial pgdir entry that will be
97          * programmed into CR3.
98          */
99         leaq    _text(%rip), %rdi
100         pushq   %rsi
101         call    __startup_64
102         popq    %rsi
103
104         /* Form the CR3 value being sure to include the CR3 modifier */
105         addq    $(early_top_pgt - __START_KERNEL_map), %rax
106         jmp 1f
107 SYM_CODE_END(startup_64)
108
109 SYM_CODE_START(secondary_startup_64)
110         UNWIND_HINT_EMPTY
111         /*
112          * At this point the CPU runs in 64bit mode CS.L = 1 CS.D = 0,
113          * and someone has loaded a mapped page table.
114          *
115          * %rsi holds a physical pointer to real_mode_data.
116          *
117          * We come here either from startup_64 (using physical addresses)
118          * or from trampoline.S (using virtual addresses).
119          *
120          * Using virtual addresses from trampoline.S removes the need
121          * to have any identity mapped pages in the kernel page table
122          * after the boot processor executes this code.
123          */
124
125         /* Sanitize CPU configuration */
126         call verify_cpu
127
128         /*
129          * The secondary_startup_64_no_verify entry point is only used by
130          * SEV-ES guests. In those guests the call to verify_cpu() would cause
131          * #VC exceptions which can not be handled at this stage of secondary
132          * CPU bringup.
133          *
134          * All non SEV-ES systems, especially Intel systems, need to execute
135          * verify_cpu() above to make sure NX is enabled.
136          */
137 SYM_INNER_LABEL(secondary_startup_64_no_verify, SYM_L_GLOBAL)
138         UNWIND_HINT_EMPTY
139
140         /*
141          * Retrieve the modifier (SME encryption mask if SME is active) to be
142          * added to the initial pgdir entry that will be programmed into CR3.
143          */
144         pushq   %rsi
145         call    __startup_secondary_64
146         popq    %rsi
147
148         /* Form the CR3 value being sure to include the CR3 modifier */
149         addq    $(init_top_pgt - __START_KERNEL_map), %rax
150 1:
151
152         /* Enable PAE mode, PGE and LA57 */
153         movl    $(X86_CR4_PAE | X86_CR4_PGE), %ecx
154 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
155         testl   $1, __pgtable_l5_enabled(%rip)
156         jz      1f
157         orl     $X86_CR4_LA57, %ecx
158 1:
159 #endif
160         movq    %rcx, %cr4
161
162         /* Setup early boot stage 4-/5-level pagetables. */
163         addq    phys_base(%rip), %rax
164         movq    %rax, %cr3
165
166         /* Ensure I am executing from virtual addresses */
167         movq    $1f, %rax
168         ANNOTATE_RETPOLINE_SAFE
169         jmp     *%rax
170 1:
171         UNWIND_HINT_EMPTY
172
173         /*
174          * We must switch to a new descriptor in kernel space for the GDT
175          * because soon the kernel won't have access anymore to the userspace
176          * addresses where we're currently running on. We have to do that here
177          * because in 32bit we couldn't load a 64bit linear address.
178          */
179         lgdt    early_gdt_descr(%rip)
180
181         /* set up data segments */
182         xorl %eax,%eax
183         movl %eax,%ds
184         movl %eax,%ss
185         movl %eax,%es
186
187         /*
188          * We don't really need to load %fs or %gs, but load them anyway
189          * to kill any stale realmode selectors.  This allows execution
190          * under VT hardware.
191          */
192         movl %eax,%fs
193         movl %eax,%gs
194
195         /* Set up %gs.
196          *
197          * The base of %gs always points to fixed_percpu_data. If the
198          * stack protector canary is enabled, it is located at %gs:40.
199          * Note that, on SMP, the boot cpu uses init data section until
200          * the per cpu areas are set up.
201          */
202         movl    $MSR_GS_BASE,%ecx
203         movl    initial_gs(%rip),%eax
204         movl    initial_gs+4(%rip),%edx
205         wrmsr
206
207         /*
208          * Setup a boot time stack - Any secondary CPU will have lost its stack
209          * by now because the cr3-switch above unmaps the real-mode stack
210          */
211         movq initial_stack(%rip), %rsp
212
213         /* Setup and Load IDT */
214         pushq   %rsi
215         call    early_setup_idt
216         popq    %rsi
217
218         /* Check if nx is implemented */
219         movl    $0x80000001, %eax
220         cpuid
221         movl    %edx,%edi
222
223         /* Setup EFER (Extended Feature Enable Register) */
224         movl    $MSR_EFER, %ecx
225         rdmsr
226         btsl    $_EFER_SCE, %eax        /* Enable System Call */
227         btl     $20,%edi                /* No Execute supported? */
228         jnc     1f
229         btsl    $_EFER_NX, %eax
230         btsq    $_PAGE_BIT_NX,early_pmd_flags(%rip)
231 1:      wrmsr                           /* Make changes effective */
232
233         /* Setup cr0 */
234         movl    $CR0_STATE, %eax
235         /* Make changes effective */
236         movq    %rax, %cr0
237
238         /* zero EFLAGS after setting rsp */
239         pushq $0
240         popfq
241
242         /* rsi is pointer to real mode structure with interesting info.
243            pass it to C */
244         movq    %rsi, %rdi
245
246 .Ljump_to_C_code:
247         /*
248          * Jump to run C code and to be on a real kernel address.
249          * Since we are running on identity-mapped space we have to jump
250          * to the full 64bit address, this is only possible as indirect
251          * jump.  In addition we need to ensure %cs is set so we make this
252          * a far return.
253          *
254          * Note: do not change to far jump indirect with 64bit offset.
255          *
256          * AMD does not support far jump indirect with 64bit offset.
257          * AMD64 Architecture Programmer's Manual, Volume 3: states only
258          *      JMP FAR mem16:16 FF /5 Far jump indirect,
259          *              with the target specified by a far pointer in memory.
260          *      JMP FAR mem16:32 FF /5 Far jump indirect,
261          *              with the target specified by a far pointer in memory.
262          *
263          * Intel64 does support 64bit offset.
264          * Software Developer Manual Vol 2: states:
265          *      FF /5 JMP m16:16 Jump far, absolute indirect,
266          *              address given in m16:16
267          *      FF /5 JMP m16:32 Jump far, absolute indirect,
268          *              address given in m16:32.
269          *      REX.W + FF /5 JMP m16:64 Jump far, absolute indirect,
270          *              address given in m16:64.
271          */
272         pushq   $.Lafter_lret   # put return address on stack for unwinder
273         xorl    %ebp, %ebp      # clear frame pointer
274         movq    initial_code(%rip), %rax
275         pushq   $__KERNEL_CS    # set correct cs
276         pushq   %rax            # target address in negative space
277         lretq
278 .Lafter_lret:
279 SYM_CODE_END(secondary_startup_64)
280
281 #include "verify_cpu.S"
282
283 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
284 /*
285  * Boot CPU0 entry point. It's called from play_dead(). Everything has been set
286  * up already except stack. We just set up stack here. Then call
287  * start_secondary() via .Ljump_to_C_code.
288  */
289 SYM_CODE_START(start_cpu0)
290         UNWIND_HINT_EMPTY
291         movq    initial_stack(%rip), %rsp
292         jmp     .Ljump_to_C_code
293 SYM_CODE_END(start_cpu0)
294 #endif
295
296 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
297 /*
298  * VC Exception handler used during early boot when running on kernel
299  * addresses, but before the switch to the idt_table can be made.
300  * The early_idt_handler_array can't be used here because it calls into a lot
301  * of __init code and this handler is also used during CPU offlining/onlining.
302  * Therefore this handler ends up in the .text section so that it stays around
303  * when .init.text is freed.
304  */
305 SYM_CODE_START_NOALIGN(vc_boot_ghcb)
306         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
307
308         /* Build pt_regs */
309         PUSH_AND_CLEAR_REGS
310
311         /* Call C handler */
312         movq    %rsp, %rdi
313         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi
314         movq    initial_vc_handler(%rip), %rax
315         ANNOTATE_RETPOLINE_SAFE
316         call    *%rax
317
318         /* Unwind pt_regs */
319         POP_REGS
320
321         /* Remove Error Code */
322         addq    $8, %rsp
323
324         /* Pure iret required here - don't use INTERRUPT_RETURN */
325         iretq
326 SYM_CODE_END(vc_boot_ghcb)
327 #endif
328
329         /* Both SMP bootup and ACPI suspend change these variables */
330         __REFDATA
331         .balign 8
332 SYM_DATA(initial_code,  .quad x86_64_start_kernel)
333 SYM_DATA(initial_gs,    .quad INIT_PER_CPU_VAR(fixed_percpu_data))
334 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
335 SYM_DATA(initial_vc_handler,    .quad handle_vc_boot_ghcb)
336 #endif
337
338 /*
339  * The SIZEOF_PTREGS gap is a convention which helps the in-kernel unwinder
340  * reliably detect the end of the stack.
341  */
342 SYM_DATA(initial_stack, .quad init_thread_union + THREAD_SIZE - SIZEOF_PTREGS)
343         __FINITDATA
344
345         __INIT
346 SYM_CODE_START(early_idt_handler_array)
347         i = 0
348         .rept NUM_EXCEPTION_VECTORS
349         .if ((EXCEPTION_ERRCODE_MASK >> i) & 1) == 0
350                 UNWIND_HINT_IRET_REGS
351                 pushq $0        # Dummy error code, to make stack frame uniform
352         .else
353                 UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
354         .endif
355         pushq $i                # 72(%rsp) Vector number
356         jmp early_idt_handler_common
357         UNWIND_HINT_IRET_REGS
358         i = i + 1
359         .fill early_idt_handler_array + i*EARLY_IDT_HANDLER_SIZE - ., 1, 0xcc
360         .endr
361         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=16
362 SYM_CODE_END(early_idt_handler_array)
363
364 SYM_CODE_START_LOCAL(early_idt_handler_common)
365         /*
366          * The stack is the hardware frame, an error code or zero, and the
367          * vector number.
368          */
369         cld
370
371         incl early_recursion_flag(%rip)
372
373         /* The vector number is currently in the pt_regs->di slot. */
374         pushq %rsi                              /* pt_regs->si */
375         movq 8(%rsp), %rsi                      /* RSI = vector number */
376         movq %rdi, 8(%rsp)                      /* pt_regs->di = RDI */
377         pushq %rdx                              /* pt_regs->dx */
378         pushq %rcx                              /* pt_regs->cx */
379         pushq %rax                              /* pt_regs->ax */
380         pushq %r8                               /* pt_regs->r8 */
381         pushq %r9                               /* pt_regs->r9 */
382         pushq %r10                              /* pt_regs->r10 */
383         pushq %r11                              /* pt_regs->r11 */
384         pushq %rbx                              /* pt_regs->bx */
385         pushq %rbp                              /* pt_regs->bp */
386         pushq %r12                              /* pt_regs->r12 */
387         pushq %r13                              /* pt_regs->r13 */
388         pushq %r14                              /* pt_regs->r14 */
389         pushq %r15                              /* pt_regs->r15 */
390         UNWIND_HINT_REGS
391
392         movq %rsp,%rdi          /* RDI = pt_regs; RSI is already trapnr */
393         call do_early_exception
394
395         decl early_recursion_flag(%rip)
396         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
397 SYM_CODE_END(early_idt_handler_common)
398
399 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
400 /*
401  * VC Exception handler used during very early boot. The
402  * early_idt_handler_array can't be used because it returns via the
403  * paravirtualized INTERRUPT_RETURN and pv-ops don't work that early.
404  *
405  * This handler will end up in the .init.text section and not be
406  * available to boot secondary CPUs.
407  */
408 SYM_CODE_START_NOALIGN(vc_no_ghcb)
409         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
410
411         /* Build pt_regs */
412         PUSH_AND_CLEAR_REGS
413
414         /* Call C handler */
415         movq    %rsp, %rdi
416         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi
417         call    do_vc_no_ghcb
418
419         /* Unwind pt_regs */
420         POP_REGS
421
422         /* Remove Error Code */
423         addq    $8, %rsp
424
425         /* Pure iret required here - don't use INTERRUPT_RETURN */
426         iretq
427 SYM_CODE_END(vc_no_ghcb)
428 #endif
429
430 #define SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(name)                       \
431         SYM_START(name, SYM_L_GLOBAL, .balign PAGE_SIZE)
432
433 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
434 /*
435  * Each PGD needs to be 8k long and 8k aligned.  We do not
436  * ever go out to userspace with these, so we do not
437  * strictly *need* the second page, but this allows us to
438  * have a single set_pgd() implementation that does not
439  * need to worry about whether it has 4k or 8k to work
440  * with.
441  *
442  * This ensures PGDs are 8k long:
443  */
444 #define PTI_USER_PGD_FILL       512
445 /* This ensures they are 8k-aligned: */
446 #define SYM_DATA_START_PTI_ALIGNED(name) \
447         SYM_START(name, SYM_L_GLOBAL, .balign 2 * PAGE_SIZE)
448 #else
449 #define SYM_DATA_START_PTI_ALIGNED(name) \
450         SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(name)
451 #define PTI_USER_PGD_FILL       0
452 #endif
453
454 /* Automate the creation of 1 to 1 mapping pmd entries */
455 #define PMDS(START, PERM, COUNT)                        \
456         i = 0 ;                                         \
457         .rept (COUNT) ;                                 \
458         .quad   (START) + (i << PMD_SHIFT) + (PERM) ;   \
459         i = i + 1 ;                                     \
460         .endr
461
462         __INITDATA
463         .balign 4
464
465 SYM_DATA_START_PTI_ALIGNED(early_top_pgt)
466         .fill   512,8,0
467         .fill   PTI_USER_PGD_FILL,8,0
468 SYM_DATA_END(early_top_pgt)
469
470 SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(early_dynamic_pgts)
471         .fill   512*EARLY_DYNAMIC_PAGE_TABLES,8,0
472 SYM_DATA_END(early_dynamic_pgts)
473
474 SYM_DATA(early_recursion_flag, .long 0)
475
476         .data
477
478 #if defined(CONFIG_XEN_PV) || defined(CONFIG_PVH)
479 SYM_DATA_START_PTI_ALIGNED(init_top_pgt)
480         .quad   level3_ident_pgt - __START_KERNEL_map + _KERNPG_TABLE_NOENC
481         .org    init_top_pgt + L4_PAGE_OFFSET*8, 0
482         .quad   level3_ident_pgt - __START_KERNEL_map + _KERNPG_TABLE_NOENC
483         .org    init_top_pgt + L4_START_KERNEL*8, 0
484         /* (2^48-(2*1024*1024*1024))/(2^39) = 511 */
485         .quad   level3_kernel_pgt - __START_KERNEL_map + _PAGE_TABLE_NOENC
486         .fill   PTI_USER_PGD_FILL,8,0
487 SYM_DATA_END(init_top_pgt)
488
489 SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(level3_ident_pgt)
490         .quad   level2_ident_pgt - __START_KERNEL_map + _KERNPG_TABLE_NOENC
491         .fill   511, 8, 0
492 SYM_DATA_END(level3_ident_pgt)
493 SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(level2_ident_pgt)
494         /*
495          * Since I easily can, map the first 1G.
496          * Don't set NX because code runs from these pages.
497          *
498          * Note: This sets _PAGE_GLOBAL despite whether
499          * the CPU supports it or it is enabled.  But,
500          * the CPU should ignore the bit.
501          */
502         PMDS(0, __PAGE_KERNEL_IDENT_LARGE_EXEC, PTRS_PER_PMD)
503 SYM_DATA_END(level2_ident_pgt)
504 #else
505 SYM_DATA_START_PTI_ALIGNED(init_top_pgt)
506         .fill   512,8,0
507         .fill   PTI_USER_PGD_FILL,8,0
508 SYM_DATA_END(init_top_pgt)
509 #endif
510
511 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
512 SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(level4_kernel_pgt)
513         .fill   511,8,0
514         .quad   level3_kernel_pgt - __START_KERNEL_map + _PAGE_TABLE_NOENC
515 SYM_DATA_END(level4_kernel_pgt)
516 #endif
517
518 SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(level3_kernel_pgt)
519         .fill   L3_START_KERNEL,8,0
520         /* (2^48-(2*1024*1024*1024)-((2^39)*511))/(2^30) = 510 */
521         .quad   level2_kernel_pgt - __START_KERNEL_map + _KERNPG_TABLE_NOENC
522         .quad   level2_fixmap_pgt - __START_KERNEL_map + _PAGE_TABLE_NOENC
523 SYM_DATA_END(level3_kernel_pgt)
524
525 SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(level2_kernel_pgt)
526         /*
527          * 512 MB kernel mapping. We spend a full page on this pagetable
528          * anyway.
529          *
530          * The kernel code+data+bss must not be bigger than that.
531          *
532          * (NOTE: at +512MB starts the module area, see MODULES_VADDR.
533          *  If you want to increase this then increase MODULES_VADDR
534          *  too.)
535          *
536          *  This table is eventually used by the kernel during normal
537          *  runtime.  Care must be taken to clear out undesired bits
538          *  later, like _PAGE_RW or _PAGE_GLOBAL in some cases.
539          */
540         PMDS(0, __PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC,
541                 KERNEL_IMAGE_SIZE/PMD_SIZE)
542 SYM_DATA_END(level2_kernel_pgt)
543
544 SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(level2_fixmap_pgt)
545         .fill   (512 - 4 - FIXMAP_PMD_NUM),8,0
546         pgtno = 0
547         .rept (FIXMAP_PMD_NUM)
548         .quad level1_fixmap_pgt + (pgtno << PAGE_SHIFT) - __START_KERNEL_map \
549                 + _PAGE_TABLE_NOENC;
550         pgtno = pgtno + 1
551         .endr
552         /* 6 MB reserved space + a 2MB hole */
553         .fill   4,8,0
554 SYM_DATA_END(level2_fixmap_pgt)
555
556 SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(level1_fixmap_pgt)
557         .rept (FIXMAP_PMD_NUM)
558         .fill   512,8,0
559         .endr
560 SYM_DATA_END(level1_fixmap_pgt)
561
562 #undef PMDS
563
564         .data
565         .align 16
566
567 SYM_DATA(early_gdt_descr,               .word GDT_ENTRIES*8-1)
568 SYM_DATA_LOCAL(early_gdt_descr_base,    .quad INIT_PER_CPU_VAR(gdt_page))
569
570         .align 16
571 /* This must match the first entry in level2_kernel_pgt */
572 SYM_DATA(phys_base, .quad 0x0)
573 EXPORT_SYMBOL(phys_base)
574
575 #include "../../x86/xen/xen-head.S"
576
577         __PAGE_ALIGNED_BSS
578 SYM_DATA_START_PAGE_ALIGNED(empty_zero_page)
579         .skip PAGE_SIZE
580 SYM_DATA_END(empty_zero_page)
581 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page)
582