arch/arm64/kernel/head.S

   1 /*
   2  * Low-level CPU initialisation
   3  * Based on arch/arm/kernel/head.S
   4  *
   5  * Copyright (C) 1994-2002 Russell King
   6  * Copyright (C) 2003-2012 ARM Ltd.
   7  * Authors:     Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
   8  *              Will Deacon <will.deacon@arm.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  12  * published by the Free Software Foundation.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  21  */
  22
  23 #include <linux/linkage.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/irqchip/arm-gic-v3.h>
  26
  27 #include <asm/assembler.h>
  28 #include <asm/boot.h>
  29 #include <asm/ptrace.h>
  30 #include <asm/asm-offsets.h>
  31 #include <asm/cache.h>
  32 #include <asm/cputype.h>
  33 #include <asm/elf.h>
  34 #include <asm/kernel-pgtable.h>
  35 #include <asm/kvm_arm.h>
  36 #include <asm/memory.h>
  37 #include <asm/pgtable-hwdef.h>
  38 #include <asm/pgtable.h>
  39 #include <asm/page.h>
  40 #include <asm/smp.h>
  41 #include <asm/sysreg.h>
  42 #include <asm/thread_info.h>
  43 #include <asm/virt.h>
  44
  45 #include "efi-header.S"
  46
  47 #define __PHYS_OFFSET   (KERNEL_START - TEXT_OFFSET)
  48
  49 #if (TEXT_OFFSET & 0xfff) != 0
  50 #error TEXT_OFFSET must be at least 4KB aligned
  51 #elif (PAGE_OFFSET & 0x1fffff) != 0
  52 #error PAGE_OFFSET must be at least 2MB aligned
  53 #elif TEXT_OFFSET > 0x1fffff
  54 #error TEXT_OFFSET must be less than 2MB
  55 #endif
  56
  57 /*
  58  * Kernel startup entry point.
  59  * ---------------------------
  60  *
  61  * The requirements are:
  62  *   MMU = off, D-cache = off, I-cache = on or off,
  63  *   x0 = physical address to the FDT blob.
  64  *
  65  * This code is mostly position independent so you call this at
  66  * __pa(PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET).
  67  *
  68  * Note that the callee-saved registers are used for storing variables
  69  * that are useful before the MMU is enabled. The allocations are described
  70  * in the entry routines.
  71  */
  72         __HEAD
  73 _head:
  74         /*
  75          * DO NOT MODIFY. Image header expected by Linux boot-loaders.
  76          */
  77 #ifdef CONFIG_EFI
  78         /*
  79          * This add instruction has no meaningful effect except that
  80          * its opcode forms the magic "MZ" signature required by UEFI.
  81          */
  82         add     x13, x18, #0x16
  83         b       stext
  84 #else
  85         b       stext                           // branch to kernel start, magic
  86         .long   0                               // reserved
  87 #endif
  88         le64sym _kernel_offset_le               // Image load offset from start of RAM, little-endian
  89         le64sym _kernel_size_le                 // Effective size of kernel image, little-endian
  90         le64sym _kernel_flags_le                // Informative flags, little-endian
  91         .quad   0                               // reserved
  92         .quad   0                               // reserved
  93         .quad   0                               // reserved
  94         .ascii  "ARM\x64"                       // Magic number
  95 #ifdef CONFIG_EFI
  96         .long   pe_header - _head               // Offset to the PE header.
  97
  98 pe_header:
  99         __EFI_PE_HEADER
 100 #else
 101         .long   0                               // reserved
 102 #endif
 103
 104         __INIT
 105
 106         /*
 107          * The following callee saved general purpose registers are used on the
 108          * primary lowlevel boot path:
 109          *
 110          *  Register   Scope                      Purpose
 111          *  x21        stext() .. start_kernel()  FDT pointer passed at boot in x0
 112          *  x23        stext() .. start_kernel()  physical misalignment/KASLR offset
 113          *  x28        __create_page_tables()     callee preserved temp register
 114          *  x19/x20    __primary_switch()         callee preserved temp registers
 115          */
 116 ENTRY(stext)
 117         bl      preserve_boot_args
 118         bl      el2_setup                       // Drop to EL1, w0=cpu_boot_mode
 119         adrp    x23, __PHYS_OFFSET
 120         and     x23, x23, MIN_KIMG_ALIGN - 1    // KASLR offset, defaults to 0
 121         bl      set_cpu_boot_mode_flag
 122         bl      __create_page_tables
 123         /*
 124          * The following calls CPU setup code, see arch/arm64/mm/proc.S for
 125          * details.
 126          * On return, the CPU will be ready for the MMU to be turned on and
 127          * the TCR will have been set.
 128          */
 129         bl      __cpu_setup                     // initialise processor
 130         b       __primary_switch
 131 ENDPROC(stext)
 132
 133 /*
 134  * Preserve the arguments passed by the bootloader in x0 .. x3
 135  */
 136 preserve_boot_args:
 137         mov     x21, x0                         // x21=FDT
 138
 139         adr_l   x0, boot_args                   // record the contents of
 140         stp     x21, x1, [x0]                   // x0 .. x3 at kernel entry
 141         stp     x2, x3, [x0, #16]
 142
 143         dmb     sy                              // needed before dc ivac with
 144                                                 // MMU off
 145
 146         mov     x1, #0x20                       // 4 x 8 bytes
 147         b       __inval_dcache_area             // tail call
 148 ENDPROC(preserve_boot_args)
 149
 150 /*
 151  * Macro to create a table entry to the next page.
 152  *
 153  *      tbl:    page table address
 154  *      virt:   virtual address
 155  *      shift:  #imm page table shift
 156  *      ptrs:   #imm pointers per table page
 157  *
 158  * Preserves:   virt
 159  * Corrupts:    ptrs, tmp1, tmp2
 160  * Returns:     tbl -> next level table page address
 161  */
 162         .macro  create_table_entry, tbl, virt, shift, ptrs, tmp1, tmp2
 163         add     \tmp1, \tbl, #PAGE_SIZE
 164         phys_to_pte \tmp2, \tmp1
 165         orr     \tmp2, \tmp2, #PMD_TYPE_TABLE   // address of next table and entry type
 166         lsr     \tmp1, \virt, #\shift
 167         sub     \ptrs, \ptrs, #1
 168         and     \tmp1, \tmp1, \ptrs             // table index
 169         str     \tmp2, [\tbl, \tmp1, lsl #3]
 170         add     \tbl, \tbl, #PAGE_SIZE          // next level table page
 171         .endm
 172
 173 /*
 174  * Macro to populate page table entries, these entries can be pointers to the next level
 175  * or last level entries pointing to physical memory.
 176  *
 177  *      tbl:    page table address
 178  *      rtbl:   pointer to page table or physical memory
 179  *      index:  start index to write
 180  *      eindex: end index to write - [index, eindex] written to
 181  *      flags:  flags for pagetable entry to or in
 182  *      inc:    increment to rtbl between each entry
 183  *      tmp1:   temporary variable
 184  *
 185  * Preserves:   tbl, eindex, flags, inc
 186  * Corrupts:    index, tmp1
 187  * Returns:     rtbl
 188  */
 189         .macro populate_entries, tbl, rtbl, index, eindex, flags, inc, tmp1
 190 .Lpe\@: phys_to_pte \tmp1, \rtbl
 191         orr     \tmp1, \tmp1, \flags    // tmp1 = table entry
 192         str     \tmp1, [\tbl, \index, lsl #3]
 193         add     \rtbl, \rtbl, \inc      // rtbl = pa next level
 194         add     \index, \index, #1
 195         cmp     \index, \eindex
 196         b.ls    .Lpe\@
 197         .endm
 198
 199 /*
 200  * Compute indices of table entries from virtual address range. If multiple entries
 201  * were needed in the previous page table level then the next page table level is assumed
 202  * to be composed of multiple pages. (This effectively scales the end index).
 203  *
 204  *      vstart: virtual address of start of range
 205  *      vend:   virtual address of end of range
 206  *      shift:  shift used to transform virtual address into index
 207  *      ptrs:   number of entries in page table
 208  *      istart: index in table corresponding to vstart
 209  *      iend:   index in table corresponding to vend
 210  *      count:  On entry: how many extra entries were required in previous level, scales
 211  *                        our end index.
 212  *              On exit: returns how many extra entries required for next page table level
 213  *
 214  * Preserves:   vstart, vend, shift, ptrs
 215  * Returns:     istart, iend, count
 216  */
 217         .macro compute_indices, vstart, vend, shift, ptrs, istart, iend, count
 218         lsr     \iend, \vend, \shift
 219         mov     \istart, \ptrs
 220         sub     \istart, \istart, #1
 221         and     \iend, \iend, \istart   // iend = (vend >> shift) & (ptrs - 1)
 222         mov     \istart, \ptrs
 223         mul     \istart, \istart, \count
 224         add     \iend, \iend, \istart   // iend += (count - 1) * ptrs
 225                                         // our entries span multiple tables
 226
 227         lsr     \istart, \vstart, \shift
 228         mov     \count, \ptrs
 229         sub     \count, \count, #1
 230         and     \istart, \istart, \count
 231
 232         sub     \count, \iend, \istart
 233         .endm
 234
 235 /*
 236  * Map memory for specified virtual address range. Each level of page table needed supports
 237  * multiple entries. If a level requires n entries the next page table level is assumed to be
 238  * formed from n pages.
 239  *
 240  *      tbl:    location of page table
 241  *      rtbl:   address to be used for first level page table entry (typically tbl + PAGE_SIZE)
 242  *      vstart: start address to map
 243  *      vend:   end address to map - we map [vstart, vend]
 244  *      flags:  flags to use to map last level entries
 245  *      phys:   physical address corresponding to vstart - physical memory is contiguous
 246  *      pgds:   the number of pgd entries
 247  *
 248  * Temporaries: istart, iend, tmp, count, sv - these need to be different registers
 249  * Preserves:   vstart, vend, flags
 250  * Corrupts:    tbl, rtbl, istart, iend, tmp, count, sv
 251  */
 252         .macro map_memory, tbl, rtbl, vstart, vend, flags, phys, pgds, istart, iend, tmp, count, sv
 253         add \rtbl, \tbl, #PAGE_SIZE
 254         mov \sv, \rtbl
 255         mov \count, #0
 256         compute_indices \vstart, \vend, #PGDIR_SHIFT, \pgds, \istart, \iend, \count
 257         populate_entries \tbl, \rtbl, \istart, \iend, #PMD_TYPE_TABLE, #PAGE_SIZE, \tmp
 258         mov \tbl, \sv
 259         mov \sv, \rtbl
 260
 261 #if SWAPPER_PGTABLE_LEVELS > 3
 262         compute_indices \vstart, \vend, #PUD_SHIFT, #PTRS_PER_PUD, \istart, \iend, \count
 263         populate_entries \tbl, \rtbl, \istart, \iend, #PMD_TYPE_TABLE, #PAGE_SIZE, \tmp
 264         mov \tbl, \sv
 265         mov \sv, \rtbl
 266 #endif
 267
 268 #if SWAPPER_PGTABLE_LEVELS > 2
 269         compute_indices \vstart, \vend, #SWAPPER_TABLE_SHIFT, #PTRS_PER_PMD, \istart, \iend, \count
 270         populate_entries \tbl, \rtbl, \istart, \iend, #PMD_TYPE_TABLE, #PAGE_SIZE, \tmp
 271         mov \tbl, \sv
 272 #endif
 273
 274         compute_indices \vstart, \vend, #SWAPPER_BLOCK_SHIFT, #PTRS_PER_PTE, \istart, \iend, \count
 275         bic \count, \phys, #SWAPPER_BLOCK_SIZE - 1
 276         populate_entries \tbl, \count, \istart, \iend, \flags, #SWAPPER_BLOCK_SIZE, \tmp
 277         .endm
 278
 279 /*
 280  * Setup the initial page tables. We only setup the barest amount which is
 281  * required to get the kernel running. The following sections are required:
 282  *   - identity mapping to enable the MMU (low address, TTBR0)
 283  *   - first few MB of the kernel linear mapping to jump to once the MMU has
 284  *     been enabled
 285  */
 286 __create_page_tables:
 287         mov     x28, lr
 288
 289         /*
 290          * Invalidate the idmap and swapper page tables to avoid potential
 291          * dirty cache lines being evicted.
 292          */
 293         adrp    x0, idmap_pg_dir
 294         adrp    x1, swapper_pg_end
 295         sub     x1, x1, x0
 296         bl      __inval_dcache_area
 297
 298         /*
 299          * Clear the idmap and swapper page tables.
 300          */
 301         adrp    x0, idmap_pg_dir
 302         adrp    x1, swapper_pg_end
 303         sub     x1, x1, x0
 304 1:      stp     xzr, xzr, [x0], #16
 305         stp     xzr, xzr, [x0], #16
 306         stp     xzr, xzr, [x0], #16
 307         stp     xzr, xzr, [x0], #16
 308         subs    x1, x1, #64
 309         b.ne    1b
 310
 311         mov     x7, SWAPPER_MM_MMUFLAGS
 312
 313         /*
 314          * Create the identity mapping.
 315          */
 316         adrp    x0, idmap_pg_dir
 317         adrp    x3, __idmap_text_start          // __pa(__idmap_text_start)
 318
 319         /*
 320          * VA_BITS may be too small to allow for an ID mapping to be created
 321          * that covers system RAM if that is located sufficiently high in the
 322          * physical address space. So for the ID map, use an extended virtual
 323          * range in that case, and configure an additional translation level
 324          * if needed.
 325          *
 326          * Calculate the maximum allowed value for TCR_EL1.T0SZ so that the
 327          * entire ID map region can be mapped. As T0SZ == (64 - #bits used),
 328          * this number conveniently equals the number of leading zeroes in
 329          * the physical address of __idmap_text_end.
 330          */
 331         adrp    x5, __idmap_text_end
 332         clz     x5, x5
 333         cmp     x5, TCR_T0SZ(VA_BITS)   // default T0SZ small enough?
 334         b.ge    1f                      // .. then skip VA range extension
 335
 336         adr_l   x6, idmap_t0sz
 337         str     x5, [x6]
 338         dmb     sy
 339         dc      ivac, x6                // Invalidate potentially stale cache line
 340
 341 #if (VA_BITS < 48)
 342 #define EXTRA_SHIFT     (PGDIR_SHIFT + PAGE_SHIFT - 3)
 343 #define EXTRA_PTRS      (1 << (PHYS_MASK_SHIFT - EXTRA_SHIFT))
 344
 345         /*
 346          * If VA_BITS < 48, we have to configure an additional table level.
 347          * First, we have to verify our assumption that the current value of
 348          * VA_BITS was chosen such that all translation levels are fully
 349          * utilised, and that lowering T0SZ will always result in an additional
 350          * translation level to be configured.
 351          */
 352 #if VA_BITS != EXTRA_SHIFT
 353 #error "Mismatch between VA_BITS and page size/number of translation levels"
 354 #endif
 355
 356         mov     x4, EXTRA_PTRS
 357         create_table_entry x0, x3, EXTRA_SHIFT, x4, x5, x6
 358 #else
 359         /*
 360          * If VA_BITS == 48, we don't have to configure an additional
 361          * translation level, but the top-level table has more entries.
 362          */
 363         mov     x4, #1 << (PHYS_MASK_SHIFT - PGDIR_SHIFT)
 364         str_l   x4, idmap_ptrs_per_pgd, x5
 365 #endif
 366 1:
 367         ldr_l   x4, idmap_ptrs_per_pgd
 368         mov     x5, x3                          // __pa(__idmap_text_start)
 369         adr_l   x6, __idmap_text_end            // __pa(__idmap_text_end)
 370
 371         map_memory x0, x1, x3, x6, x7, x3, x4, x10, x11, x12, x13, x14
 372
 373         /*
 374          * Map the kernel image (starting with PHYS_OFFSET).
 375          */
 376         adrp    x0, swapper_pg_dir
 377         mov_q   x5, KIMAGE_VADDR + TEXT_OFFSET  // compile time __va(_text)
 378         add     x5, x5, x23                     // add KASLR displacement
 379         mov     x4, PTRS_PER_PGD
 380         adrp    x6, _end                        // runtime __pa(_end)
 381         adrp    x3, _text                       // runtime __pa(_text)
 382         sub     x6, x6, x3                      // _end - _text
 383         add     x6, x6, x5                      // runtime __va(_end)
 384
 385         map_memory x0, x1, x5, x6, x7, x3, x4, x10, x11, x12, x13, x14
 386
 387         /*
 388          * Since the page tables have been populated with non-cacheable
 389          * accesses (MMU disabled), invalidate the idmap and swapper page
 390          * tables again to remove any speculatively loaded cache lines.
 391          */
 392         adrp    x0, idmap_pg_dir
 393         adrp    x1, swapper_pg_end
 394         sub     x1, x1, x0
 395         dmb     sy
 396         bl      __inval_dcache_area
 397
 398         ret     x28
 399 ENDPROC(__create_page_tables)
 400         .ltorg
 401
 402 /*
 403  * The following fragment of code is executed with the MMU enabled.
 404  *
 405  *   x0 = __PHYS_OFFSET
 406  */
 407 __primary_switched:
 408         adrp    x4, init_thread_union
 409         add     sp, x4, #THREAD_SIZE
 410         adr_l   x5, init_task
 411         msr     sp_el0, x5                      // Save thread_info
 412
 413         adr_l   x8, vectors                     // load VBAR_EL1 with virtual
 414         msr     vbar_el1, x8                    // vector table address
 415         isb
 416
 417         stp     xzr, x30, [sp, #-16]!
 418         mov     x29, sp
 419
 420         str_l   x21, __fdt_pointer, x5          // Save FDT pointer
 421
 422         ldr_l   x4, kimage_vaddr                // Save the offset between
 423         sub     x4, x4, x0                      // the kernel virtual and
 424         str_l   x4, kimage_voffset, x5          // physical mappings
 425
 426         // Clear BSS
 427         adr_l   x0, __bss_start
 428         mov     x1, xzr
 429         adr_l   x2, __bss_stop
 430         sub     x2, x2, x0
 431         bl      __pi_memset
 432         dsb     ishst                           // Make zero page visible to PTW
 433
 434 #ifdef CONFIG_KASAN
 435         bl      kasan_early_init
 436 #endif
 437 #ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE
 438         tst     x23, ~(MIN_KIMG_ALIGN - 1)      // already running randomized?
 439         b.ne    0f
 440         mov     x0, x21                         // pass FDT address in x0
 441         bl      kaslr_early_init                // parse FDT for KASLR options
 442         cbz     x0, 0f                          // KASLR disabled? just proceed
 443         orr     x23, x23, x0                    // record KASLR offset
 444         ldp     x29, x30, [sp], #16             // we must enable KASLR, return
 445         ret                                     // to __primary_switch()
 446 0:
 447 #endif
 448         add     sp, sp, #16
 449         mov     x29, #0
 450         mov     x30, #0
 451         b       start_kernel
 452 ENDPROC(__primary_switched)
 453
 454 /*
 455  * end early head section, begin head code that is also used for
 456  * hotplug and needs to have the same protections as the text region
 457  */
 458         .section ".idmap.text","awx"
 459
 460 ENTRY(kimage_vaddr)
 461         .quad           _text - TEXT_OFFSET
 462
 463 /*
 464  * If we're fortunate enough to boot at EL2, ensure that the world is
 465  * sane before dropping to EL1.
 466  *
 467  * Returns either BOOT_CPU_MODE_EL1 or BOOT_CPU_MODE_EL2 in w0 if
 468  * booted in EL1 or EL2 respectively.
 469  */
 470 ENTRY(el2_setup)
 471         msr     SPsel, #1                       // We want to use SP_EL{1,2}
 472         mrs     x0, CurrentEL
 473         cmp     x0, #CurrentEL_EL2
 474         b.eq    1f
 475         mov_q   x0, (SCTLR_EL1_RES1 | ENDIAN_SET_EL1)
 476         msr     sctlr_el1, x0
 477         mov     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL1          // This cpu booted in EL1
 478         isb
 479         ret
 480
 481 1:      mov_q   x0, (SCTLR_EL2_RES1 | ENDIAN_SET_EL2)
 482         msr     sctlr_el2, x0
 483
 484 #ifdef CONFIG_ARM64_VHE
 485         /*
 486          * Check for VHE being present. For the rest of the EL2 setup,
 487          * x2 being non-zero indicates that we do have VHE, and that the
 488          * kernel is intended to run at EL2.
 489          */
 490         mrs     x2, id_aa64mmfr1_el1
 491         ubfx    x2, x2, #8, #4
 492 #else
 493         mov     x2, xzr
 494 #endif
 495
 496         /* Hyp configuration. */
 497         mov     x0, #HCR_RW                     // 64-bit EL1
 498         cbz     x2, set_hcr
 499         orr     x0, x0, #HCR_TGE                // Enable Host Extensions
 500         orr     x0, x0, #HCR_E2H
 501 set_hcr:
 502         msr     hcr_el2, x0
 503         isb
 504
 505         /*
 506          * Allow Non-secure EL1 and EL0 to access physical timer and counter.
 507          * This is not necessary for VHE, since the host kernel runs in EL2,
 508          * and EL0 accesses are configured in the later stage of boot process.
 509          * Note that when HCR_EL2.E2H == 1, CNTHCTL_EL2 has the same bit layout
 510          * as CNTKCTL_EL1, and CNTKCTL_EL1 accessing instructions are redefined
 511          * to access CNTHCTL_EL2. This allows the kernel designed to run at EL1
 512          * to transparently mess with the EL0 bits via CNTKCTL_EL1 access in
 513          * EL2.
 514          */
 515         cbnz    x2, 1f
 516         mrs     x0, cnthctl_el2
 517         orr     x0, x0, #3                      // Enable EL1 physical timers
 518         msr     cnthctl_el2, x0
 519 1:
 520         msr     cntvoff_el2, xzr                // Clear virtual offset
 521
 522 #ifdef CONFIG_ARM_GIC_V3
 523         /* GICv3 system register access */
 524         mrs     x0, id_aa64pfr0_el1
 525         ubfx    x0, x0, #24, #4
 526         cmp     x0, #1
 527         b.ne    3f
 528
 529         mrs_s   x0, SYS_ICC_SRE_EL2
 530         orr     x0, x0, #ICC_SRE_EL2_SRE        // Set ICC_SRE_EL2.SRE==1
 531         orr     x0, x0, #ICC_SRE_EL2_ENABLE     // Set ICC_SRE_EL2.Enable==1
 532         msr_s   SYS_ICC_SRE_EL2, x0
 533         isb                                     // Make sure SRE is now set
 534         mrs_s   x0, SYS_ICC_SRE_EL2             // Read SRE back,
 535         tbz     x0, #0, 3f                      // and check that it sticks
 536         msr_s   SYS_ICH_HCR_EL2, xzr            // Reset ICC_HCR_EL2 to defaults
 537
 538 3:
 539 #endif
 540
 541         /* Populate ID registers. */
 542         mrs     x0, midr_el1
 543         mrs     x1, mpidr_el1
 544         msr     vpidr_el2, x0
 545         msr     vmpidr_el2, x1
 546
 547 #ifdef CONFIG_COMPAT
 548         msr     hstr_el2, xzr                   // Disable CP15 traps to EL2
 549 #endif
 550
 551         /* EL2 debug */
 552         mrs     x1, id_aa64dfr0_el1             // Check ID_AA64DFR0_EL1 PMUVer
 553         sbfx    x0, x1, #8, #4
 554         cmp     x0, #1
 555         b.lt    4f                              // Skip if no PMU present
 556         mrs     x0, pmcr_el0                    // Disable debug access traps
 557         ubfx    x0, x0, #11, #5                 // to EL2 and allow access to
 558 4:
 559         csel    x3, xzr, x0, lt                 // all PMU counters from EL1
 560
 561         /* Statistical profiling */
 562         ubfx    x0, x1, #32, #4                 // Check ID_AA64DFR0_EL1 PMSVer
 563         cbz     x0, 7f                          // Skip if SPE not present
 564         cbnz    x2, 6f                          // VHE?
 565         mrs_s   x4, SYS_PMBIDR_EL1              // If SPE available at EL2,
 566         and     x4, x4, #(1 << SYS_PMBIDR_EL1_P_SHIFT)
 567         cbnz    x4, 5f                          // then permit sampling of physical
 568         mov     x4, #(1 << SYS_PMSCR_EL2_PCT_SHIFT | \
 569                       1 << SYS_PMSCR_EL2_PA_SHIFT)
 570         msr_s   SYS_PMSCR_EL2, x4               // addresses and physical counter
 571 5:
 572         mov     x1, #(MDCR_EL2_E2PB_MASK << MDCR_EL2_E2PB_SHIFT)
 573         orr     x3, x3, x1                      // If we don't have VHE, then
 574         b       7f                              // use EL1&0 translation.
 575 6:                                              // For VHE, use EL2 translation
 576         orr     x3, x3, #MDCR_EL2_TPMS          // and disable access from EL1
 577 7:
 578         msr     mdcr_el2, x3                    // Configure debug traps
 579
 580         /* LORegions */
 581         mrs     x1, id_aa64mmfr1_el1
 582         ubfx    x0, x1, #ID_AA64MMFR1_LOR_SHIFT, 4
 583         cbz     x0, 1f
 584         msr_s   SYS_LORC_EL1, xzr
 585 1:
 586
 587         /* Stage-2 translation */
 588         msr     vttbr_el2, xzr
 589
 590         cbz     x2, install_el2_stub
 591
 592         mov     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL2          // This CPU booted in EL2
 593         isb
 594         ret
 595
 596 install_el2_stub:
 597         /*
 598          * When VHE is not in use, early init of EL2 and EL1 needs to be
 599          * done here.
 600          * When VHE _is_ in use, EL1 will not be used in the host and
 601          * requires no configuration, and all non-hyp-specific EL2 setup
 602          * will be done via the _EL1 system register aliases in __cpu_setup.
 603          */
 604         mov_q   x0, (SCTLR_EL1_RES1 | ENDIAN_SET_EL1)
 605         msr     sctlr_el1, x0
 606
 607         /* Coprocessor traps. */
 608         mov     x0, #0x33ff
 609         msr     cptr_el2, x0                    // Disable copro. traps to EL2
 610
 611         /* SVE register access */
 612         mrs     x1, id_aa64pfr0_el1
 613         ubfx    x1, x1, #ID_AA64PFR0_SVE_SHIFT, #4
 614         cbz     x1, 7f
 615
 616         bic     x0, x0, #CPTR_EL2_TZ            // Also disable SVE traps
 617         msr     cptr_el2, x0                    // Disable copro. traps to EL2
 618         isb
 619         mov     x1, #ZCR_ELx_LEN_MASK           // SVE: Enable full vector
 620         msr_s   SYS_ZCR_EL2, x1                 // length for EL1.
 621
 622         /* Hypervisor stub */
 623 7:      adr_l   x0, __hyp_stub_vectors
 624         msr     vbar_el2, x0
 625
 626         /* spsr */
 627         mov     x0, #(PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | PSR_A_BIT | PSR_D_BIT |\
 628                       PSR_MODE_EL1h)
 629         msr     spsr_el2, x0
 630         msr     elr_el2, lr
 631         mov     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL2          // This CPU booted in EL2
 632         eret
 633 ENDPROC(el2_setup)
 634
 635 /*
 636  * Sets the __boot_cpu_mode flag depending on the CPU boot mode passed
 637  * in w0. See arch/arm64/include/asm/virt.h for more info.
 638  */
 639 set_cpu_boot_mode_flag:
 640         adr_l   x1, __boot_cpu_mode
 641         cmp     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL2
 642         b.ne    1f
 643         add     x1, x1, #4
 644 1:      str     w0, [x1]                        // This CPU has booted in EL1
 645         dmb     sy
 646         dc      ivac, x1                        // Invalidate potentially stale cache line
 647         ret
 648 ENDPROC(set_cpu_boot_mode_flag)
 649
 650 /*
 651  * These values are written with the MMU off, but read with the MMU on.
 652  * Writers will invalidate the corresponding address, discarding up to a
 653  * 'Cache Writeback Granule' (CWG) worth of data. The linker script ensures
 654  * sufficient alignment that the CWG doesn't overlap another section.
 655  */
 656         .pushsection ".mmuoff.data.write", "aw"
 657 /*
 658  * We need to find out the CPU boot mode long after boot, so we need to
 659  * store it in a writable variable.
 660  *
 661  * This is not in .bss, because we set it sufficiently early that the boot-time
 662  * zeroing of .bss would clobber it.
 663  */
 664 ENTRY(__boot_cpu_mode)
 665         .long   BOOT_CPU_MODE_EL2
 666         .long   BOOT_CPU_MODE_EL1
 667 /*
 668  * The booting CPU updates the failed status @__early_cpu_boot_status,
 669  * with MMU turned off.
 670  */
 671 ENTRY(__early_cpu_boot_status)
 672         .long   0
 673
 674         .popsection
 675
 676         /*
 677          * This provides a "holding pen" for platforms to hold all secondary
 678          * cores are held until we're ready for them to initialise.
 679          */
 680 ENTRY(secondary_holding_pen)
 681         bl      el2_setup                       // Drop to EL1, w0=cpu_boot_mode
 682         bl      set_cpu_boot_mode_flag
 683         mrs     x0, mpidr_el1
 684         mov_q   x1, MPIDR_HWID_BITMASK
 685         and     x0, x0, x1
 686         adr_l   x3, secondary_holding_pen_release
 687 pen:    ldr     x4, [x3]
 688         cmp     x4, x0
 689         b.eq    secondary_startup
 690         wfe
 691         b       pen
 692 ENDPROC(secondary_holding_pen)
 693
 694         /*
 695          * Secondary entry point that jumps straight into the kernel. Only to
 696          * be used where CPUs are brought online dynamically by the kernel.
 697          */
 698 ENTRY(secondary_entry)
 699         bl      el2_setup                       // Drop to EL1
 700         bl      set_cpu_boot_mode_flag
 701         b       secondary_startup
 702 ENDPROC(secondary_entry)
 703
 704 secondary_startup:
 705         /*
 706          * Common entry point for secondary CPUs.
 707          */
 708         bl      __cpu_setup                     // initialise processor
 709         bl      __enable_mmu
 710         ldr     x8, =__secondary_switched
 711         br      x8
 712 ENDPROC(secondary_startup)
 713
 714 __secondary_switched:
 715         adr_l   x5, vectors
 716         msr     vbar_el1, x5
 717         isb
 718
 719         adr_l   x0, secondary_data
 720         ldr     x1, [x0, #CPU_BOOT_STACK]       // get secondary_data.stack
 721         mov     sp, x1
 722         ldr     x2, [x0, #CPU_BOOT_TASK]
 723         msr     sp_el0, x2
 724         mov     x29, #0
 725         mov     x30, #0
 726         b       secondary_start_kernel
 727 ENDPROC(__secondary_switched)
 728
 729 /*
 730  * The booting CPU updates the failed status @__early_cpu_boot_status,
 731  * with MMU turned off.
 732  *
 733  * update_early_cpu_boot_status tmp, status
 734  *  - Corrupts tmp1, tmp2
 735  *  - Writes 'status' to __early_cpu_boot_status and makes sure
 736  *    it is committed to memory.
 737  */
 738
 739         .macro  update_early_cpu_boot_status status, tmp1, tmp2
 740         mov     \tmp2, #\status
 741         adr_l   \tmp1, __early_cpu_boot_status
 742         str     \tmp2, [\tmp1]
 743         dmb     sy
 744         dc      ivac, \tmp1                     // Invalidate potentially stale cache line
 745         .endm
 746
 747 /*
 748  * Enable the MMU.
 749  *
 750  *  x0  = SCTLR_EL1 value for turning on the MMU.
 751  *
 752  * Returns to the caller via x30/lr. This requires the caller to be covered
 753  * by the .idmap.text section.
 754  *
 755  * Checks if the selected granule size is supported by the CPU.
 756  * If it isn't, park the CPU
 757  */
 758 ENTRY(__enable_mmu)
 759         mrs     x1, ID_AA64MMFR0_EL1
 760         ubfx    x2, x1, #ID_AA64MMFR0_TGRAN_SHIFT, 4
 761         cmp     x2, #ID_AA64MMFR0_TGRAN_SUPPORTED
 762         b.ne    __no_granule_support
 763         update_early_cpu_boot_status 0, x1, x2
 764         adrp    x1, idmap_pg_dir
 765         adrp    x2, swapper_pg_dir
 766         phys_to_ttbr x3, x1
 767         phys_to_ttbr x4, x2
 768         msr     ttbr0_el1, x3                   // load TTBR0
 769         msr     ttbr1_el1, x4                   // load TTBR1
 770         isb
 771         msr     sctlr_el1, x0
 772         isb
 773         /*
 774          * Invalidate the local I-cache so that any instructions fetched
 775          * speculatively from the PoC are discarded, since they may have
 776          * been dynamically patched at the PoU.
 777          */
 778         ic      iallu
 779         dsb     nsh
 780         isb
 781         ret
 782 ENDPROC(__enable_mmu)
 783
 784 __no_granule_support:
 785         /* Indicate that this CPU can't boot and is stuck in the kernel */
 786         update_early_cpu_boot_status CPU_STUCK_IN_KERNEL, x1, x2
 787 1:
 788         wfe
 789         wfi
 790         b       1b
 791 ENDPROC(__no_granule_support)
 792
 793 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
 794 __relocate_kernel:
 795         /*
 796          * Iterate over each entry in the relocation table, and apply the
 797          * relocations in place.
 798          */
 799         ldr     w9, =__rela_offset              // offset to reloc table
 800         ldr     w10, =__rela_size               // size of reloc table
 801
 802         mov_q   x11, KIMAGE_VADDR               // default virtual offset
 803         add     x11, x11, x23                   // actual virtual offset
 804         add     x9, x9, x11                     // __va(.rela)
 805         add     x10, x9, x10                    // __va(.rela) + sizeof(.rela)
 806
 807 0:      cmp     x9, x10
 808         b.hs    1f
 809         ldp     x11, x12, [x9], #24
 810         ldr     x13, [x9, #-8]
 811         cmp     w12, #R_AARCH64_RELATIVE
 812         b.ne    0b
 813         add     x13, x13, x23                   // relocate
 814         str     x13, [x11, x23]
 815         b       0b
 816 1:      ret
 817 ENDPROC(__relocate_kernel)
 818 #endif
 819
 820 __primary_switch:
 821 #ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE
 822         mov     x19, x0                         // preserve new SCTLR_EL1 value
 823         mrs     x20, sctlr_el1                  // preserve old SCTLR_EL1 value
 824 #endif
 825
 826         bl      __enable_mmu
 827 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
 828         bl      __relocate_kernel
 829 #ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE
 830         ldr     x8, =__primary_switched
 831         adrp    x0, __PHYS_OFFSET
 832         blr     x8
 833
 834         /*
 835          * If we return here, we have a KASLR displacement in x23 which we need
 836          * to take into account by discarding the current kernel mapping and
 837          * creating a new one.
 838          */
 839         pre_disable_mmu_workaround
 840         msr     sctlr_el1, x20                  // disable the MMU
 841         isb
 842         bl      __create_page_tables            // recreate kernel mapping
 843
 844         tlbi    vmalle1                         // Remove any stale TLB entries
 845         dsb     nsh
 846
 847         msr     sctlr_el1, x19                  // re-enable the MMU
 848         isb
 849         ic      iallu                           // flush instructions fetched
 850         dsb     nsh                             // via old mapping
 851         isb
 852
 853         bl      __relocate_kernel
 854 #endif
 855 #endif
 856         ldr     x8, =__primary_switched
 857         adrp    x0, __PHYS_OFFSET
 858         br      x8
 859 ENDPROC(__primary_switch)