arch/x86/kernel/relocate_kernel_64.S

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  * relocate_kernel.S - put the kernel image in place to boot
   4  * Copyright (C) 2002-2005 Eric Biederman  <ebiederm@xmission.com>
   5  */
   6
   7 #include <linux/linkage.h>
   8 #include <asm/page_types.h>
   9 #include <asm/kexec.h>
  10 #include <asm/processor-flags.h>
  11 #include <asm/pgtable_types.h>
  12
  13 /*
  14  * Must be relocatable PIC code callable as a C function
  15  */
  16
  17 #define PTR(x) (x << 3)
  18 #define PAGE_ATTR (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
  19
  20 /*
  21  * control_page + KEXEC_CONTROL_CODE_MAX_SIZE
  22  * ~ control_page + PAGE_SIZE are used as data storage and stack for
  23  * jumping back
  24  */
  25 #define DATA(offset)            (KEXEC_CONTROL_CODE_MAX_SIZE+(offset))
  26
  27 /* Minimal CPU state */
  28 #define RSP                     DATA(0x0)
  29 #define CR0                     DATA(0x8)
  30 #define CR3                     DATA(0x10)
  31 #define CR4                     DATA(0x18)
  32
  33 /* other data */
  34 #define CP_PA_TABLE_PAGE        DATA(0x20)
  35 #define CP_PA_SWAP_PAGE         DATA(0x28)
  36 #define CP_PA_BACKUP_PAGES_MAP  DATA(0x30)
  37
  38         .text
  39         .align PAGE_SIZE
  40         .code64
  41 SYM_CODE_START_NOALIGN(relocate_kernel)
  42         /*
  43          * %rdi indirection_page
  44          * %rsi page_list
  45          * %rdx start address
  46          * %rcx preserve_context
  47          * %r8  sme_active
  48          */
  49
  50         /* Save the CPU context, used for jumping back */
  51         pushq %rbx
  52         pushq %rbp
  53         pushq %r12
  54         pushq %r13
  55         pushq %r14
  56         pushq %r15
  57         pushf
  58
  59         movq    PTR(VA_CONTROL_PAGE)(%rsi), %r11
  60         movq    %rsp, RSP(%r11)
  61         movq    %cr0, %rax
  62         movq    %rax, CR0(%r11)
  63         movq    %cr3, %rax
  64         movq    %rax, CR3(%r11)
  65         movq    %cr4, %rax
  66         movq    %rax, CR4(%r11)
  67
  68         /* Save CR4. Required to enable the right paging mode later. */
  69         movq    %rax, %r13
  70
  71         /* zero out flags, and disable interrupts */
  72         pushq $0
  73         popfq
  74
  75         /* Save SME active flag */
  76         movq    %r8, %r12
  77
  78         /*
  79          * get physical address of control page now
  80          * this is impossible after page table switch
  81          */
  82         movq    PTR(PA_CONTROL_PAGE)(%rsi), %r8
  83
  84         /* get physical address of page table now too */
  85         movq    PTR(PA_TABLE_PAGE)(%rsi), %r9
  86
  87         /* get physical address of swap page now */
  88         movq    PTR(PA_SWAP_PAGE)(%rsi), %r10
  89
  90         /* save some information for jumping back */
  91         movq    %r9, CP_PA_TABLE_PAGE(%r11)
  92         movq    %r10, CP_PA_SWAP_PAGE(%r11)
  93         movq    %rdi, CP_PA_BACKUP_PAGES_MAP(%r11)
  94
  95         /* Switch to the identity mapped page tables */
  96         movq    %r9, %cr3
  97
  98         /* setup a new stack at the end of the physical control page */
  99         lea     PAGE_SIZE(%r8), %rsp
 100
 101         /* jump to identity mapped page */
 102         addq    $(identity_mapped - relocate_kernel), %r8
 103         pushq   %r8
 104         ret
 105 SYM_CODE_END(relocate_kernel)
 106
 107 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(identity_mapped)
 108         /* set return address to 0 if not preserving context */
 109         pushq   $0
 110         /* store the start address on the stack */
 111         pushq   %rdx
 112
 113         /*
 114          * Set cr0 to a known state:
 115          *  - Paging enabled
 116          *  - Alignment check disabled
 117          *  - Write protect disabled
 118          *  - No task switch
 119          *  - Don't do FP software emulation.
 120          *  - Proctected mode enabled
 121          */
 122         movq    %cr0, %rax
 123         andq    $~(X86_CR0_AM | X86_CR0_WP | X86_CR0_TS | X86_CR0_EM), %rax
 124         orl     $(X86_CR0_PG | X86_CR0_PE), %eax
 125         movq    %rax, %cr0
 126
 127         /*
 128          * Set cr4 to a known state:
 129          *  - physical address extension enabled
 130          *  - 5-level paging, if it was enabled before
 131          */
 132         movl    $X86_CR4_PAE, %eax
 133         testq   $X86_CR4_LA57, %r13
 134         jz      1f
 135         orl     $X86_CR4_LA57, %eax
 136 1:
 137         movq    %rax, %cr4
 138
 139         jmp 1f
 140 1:
 141
 142         /* Flush the TLB (needed?) */
 143         movq    %r9, %cr3
 144
 145         /*
 146          * If SME is active, there could be old encrypted cache line
 147          * entries that will conflict with the now unencrypted memory
 148          * used by kexec. Flush the caches before copying the kernel.
 149          */
 150         testq   %r12, %r12
 151         jz 1f
 152         wbinvd
 153 1:
 154
 155         movq    %rcx, %r11
 156         call    swap_pages
 157
 158         /*
 159          * To be certain of avoiding problems with self-modifying code
 160          * I need to execute a serializing instruction here.
 161          * So I flush the TLB by reloading %cr3 here, it's handy,
 162          * and not processor dependent.
 163          */
 164         movq    %cr3, %rax
 165         movq    %rax, %cr3
 166
 167         /*
 168          * set all of the registers to known values
 169          * leave %rsp alone
 170          */
 171
 172         testq   %r11, %r11
 173         jnz 1f
 174         xorl    %eax, %eax
 175         xorl    %ebx, %ebx
 176         xorl    %ecx, %ecx
 177         xorl    %edx, %edx
 178         xorl    %esi, %esi
 179         xorl    %edi, %edi
 180         xorl    %ebp, %ebp
 181         xorl    %r8d, %r8d
 182         xorl    %r9d, %r9d
 183         xorl    %r10d, %r10d
 184         xorl    %r11d, %r11d
 185         xorl    %r12d, %r12d
 186         xorl    %r13d, %r13d
 187         xorl    %r14d, %r14d
 188         xorl    %r15d, %r15d
 189
 190         ret
 191
 192 1:
 193         popq    %rdx
 194         leaq    PAGE_SIZE(%r10), %rsp
 195         call    *%rdx
 196
 197         /* get the re-entry point of the peer system */
 198         movq    0(%rsp), %rbp
 199         call    1f
 200 1:
 201         popq    %r8
 202         subq    $(1b - relocate_kernel), %r8
 203         movq    CP_PA_SWAP_PAGE(%r8), %r10
 204         movq    CP_PA_BACKUP_PAGES_MAP(%r8), %rdi
 205         movq    CP_PA_TABLE_PAGE(%r8), %rax
 206         movq    %rax, %cr3
 207         lea     PAGE_SIZE(%r8), %rsp
 208         call    swap_pages
 209         movq    $virtual_mapped, %rax
 210         pushq   %rax
 211         ret
 212 SYM_CODE_END(identity_mapped)
 213
 214 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(virtual_mapped)
 215         movq    RSP(%r8), %rsp
 216         movq    CR4(%r8), %rax
 217         movq    %rax, %cr4
 218         movq    CR3(%r8), %rax
 219         movq    CR0(%r8), %r8
 220         movq    %rax, %cr3
 221         movq    %r8, %cr0
 222         movq    %rbp, %rax
 223
 224         popf
 225         popq    %r15
 226         popq    %r14
 227         popq    %r13
 228         popq    %r12
 229         popq    %rbp
 230         popq    %rbx
 231         ret
 232 SYM_CODE_END(virtual_mapped)
 233
 234         /* Do the copies */
 235 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(swap_pages)
 236         movq    %rdi, %rcx      /* Put the page_list in %rcx */
 237         xorl    %edi, %edi
 238         xorl    %esi, %esi
 239         jmp     1f
 240
 241 0:      /* top, read another word for the indirection page */
 242
 243         movq    (%rbx), %rcx
 244         addq    $8,     %rbx
 245 1:
 246         testb   $0x1,   %cl   /* is it a destination page? */
 247         jz      2f
 248         movq    %rcx,   %rdi
 249         andq    $0xfffffffffffff000, %rdi
 250         jmp     0b
 251 2:
 252         testb   $0x2,   %cl   /* is it an indirection page? */
 253         jz      2f
 254         movq    %rcx,   %rbx
 255         andq    $0xfffffffffffff000, %rbx
 256         jmp     0b
 257 2:
 258         testb   $0x4,   %cl   /* is it the done indicator? */
 259         jz      2f
 260         jmp     3f
 261 2:
 262         testb   $0x8,   %cl   /* is it the source indicator? */
 263         jz      0b            /* Ignore it otherwise */
 264         movq    %rcx,   %rsi  /* For ever source page do a copy */
 265         andq    $0xfffffffffffff000, %rsi
 266
 267         movq    %rdi, %rdx
 268         movq    %rsi, %rax
 269
 270         movq    %r10, %rdi
 271         movl    $512, %ecx
 272         rep ; movsq
 273
 274         movq    %rax, %rdi
 275         movq    %rdx, %rsi
 276         movl    $512, %ecx
 277         rep ; movsq
 278
 279         movq    %rdx, %rdi
 280         movq    %r10, %rsi
 281         movl    $512, %ecx
 282         rep ; movsq
 283
 284         lea     PAGE_SIZE(%rax), %rsi
 285         jmp     0b
 286 3:
 287         ret
 288 SYM_CODE_END(swap_pages)
 289
 290         .globl kexec_control_code_size
 291 .set kexec_control_code_size, . - relocate_kernel