Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/roland...
[linux-2.6] / arch / x86 / kernel / trampoline_64.S
1 /*
2  *
3  *      Trampoline.S    Derived from Setup.S by Linus Torvalds
4  *
5  *      4 Jan 1997 Michael Chastain: changed to gnu as.
6  *      15 Sept 2005 Eric Biederman: 64bit PIC support
7  *
8  *      Entry: CS:IP point to the start of our code, we are 
9  *      in real mode with no stack, but the rest of the 
10  *      trampoline page to make our stack and everything else
11  *      is a mystery.
12  *
13  *      In fact we don't actually need a stack so we don't
14  *      set one up.
15  *
16  *      On entry to trampoline_data, the processor is in real mode
17  *      with 16-bit addressing and 16-bit data.  CS has some value
18  *      and IP is zero.  Thus, data addresses need to be absolute
19  *      (no relocation) and are taken with regard to r_base.
20  *
21  *      With the addition of trampoline_level4_pgt this code can
22  *      now enter a 64bit kernel that lives at arbitrary 64bit
23  *      physical addresses.
24  *
25  *      If you work on this file, check the object module with objdump
26  *      --full-contents --reloc to make sure there are no relocation
27  *      entries.
28  */
29
30 #include <linux/linkage.h>
31 #include <asm/pgtable.h>
32 #include <asm/page.h>
33 #include <asm/msr.h>
34 #include <asm/segment.h>
35
36 /* We can free up trampoline after bootup if cpu hotplug is not supported. */
37 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
38 .section .init.data, "aw", @progbits
39 #else
40 .section .rodata, "a", @progbits
41 #endif
42
43 .code16
44
45 ENTRY(trampoline_data)
46 r_base = .
47         cli                     # We should be safe anyway
48         wbinvd  
49         mov     %cs, %ax        # Code and data in the same place
50         mov     %ax, %ds
51         mov     %ax, %es
52         mov     %ax, %ss
53
54
55         movl    $0xA5A5A5A5, trampoline_data - r_base
56                                 # write marker for master knows we're running
57
58                                         # Setup stack
59         movw    $(trampoline_stack_end - r_base), %sp
60
61         call    verify_cpu              # Verify the cpu supports long mode
62         testl   %eax, %eax              # Check for return code
63         jnz     no_longmode
64
65         mov     %cs, %ax
66         movzx   %ax, %esi               # Find the 32bit trampoline location
67         shll    $4, %esi
68
69                                         # Fixup the vectors
70         addl    %esi, startup_32_vector - r_base
71         addl    %esi, startup_64_vector - r_base
72         addl    %esi, tgdt + 2 - r_base # Fixup the gdt pointer
73
74         /*
75          * GDT tables in non default location kernel can be beyond 16MB and
76          * lgdt will not be able to load the address as in real mode default
77          * operand size is 16bit. Use lgdtl instead to force operand size
78          * to 32 bit.
79          */
80
81         lidtl   tidt - r_base   # load idt with 0, 0
82         lgdtl   tgdt - r_base   # load gdt with whatever is appropriate
83
84         xor     %ax, %ax
85         inc     %ax             # protected mode (PE) bit
86         lmsw    %ax             # into protected mode
87
88         # flush prefetch and jump to startup_32
89         ljmpl   *(startup_32_vector - r_base)
90
91         .code32
92         .balign 4
93 startup_32:
94         movl    $__KERNEL_DS, %eax      # Initialize the %ds segment register
95         movl    %eax, %ds
96
97         xorl    %eax, %eax
98         btsl    $5, %eax                # Enable PAE mode
99         movl    %eax, %cr4
100
101                                         # Setup trampoline 4 level pagetables
102         leal    (trampoline_level4_pgt - r_base)(%esi), %eax
103         movl    %eax, %cr3
104
105         movl    $MSR_EFER, %ecx
106         movl    $(1 << _EFER_LME), %eax # Enable Long Mode
107         xorl    %edx, %edx
108         wrmsr
109
110         xorl    %eax, %eax
111         btsl    $31, %eax               # Enable paging and in turn activate Long Mode
112         btsl    $0, %eax                # Enable protected mode
113         movl    %eax, %cr0
114
115         /*
116          * At this point we're in long mode but in 32bit compatibility mode
117          * with EFER.LME = 1, CS.L = 0, CS.D = 1 (and in turn
118          * EFER.LMA = 1). Now we want to jump in 64bit mode, to do that we use
119          * the new gdt/idt that has __KERNEL_CS with CS.L = 1.
120          */
121         ljmp    *(startup_64_vector - r_base)(%esi)
122
123         .code64
124         .balign 4
125 startup_64:
126         # Now jump into the kernel using virtual addresses
127         movq    $secondary_startup_64, %rax
128         jmp     *%rax
129
130         .code16
131 no_longmode:
132         hlt
133         jmp no_longmode
134 #include "verify_cpu_64.S"
135
136         # Careful these need to be in the same 64K segment as the above;
137 tidt:
138         .word   0                       # idt limit = 0
139         .word   0, 0                    # idt base = 0L
140
141         # Duplicate the global descriptor table
142         # so the kernel can live anywhere
143         .balign 4
144 tgdt:
145         .short  tgdt_end - tgdt         # gdt limit
146         .long   tgdt - r_base
147         .short 0
148         .quad   0x00cf9b000000ffff      # __KERNEL32_CS
149         .quad   0x00af9b000000ffff      # __KERNEL_CS
150         .quad   0x00cf93000000ffff      # __KERNEL_DS
151 tgdt_end:
152
153         .balign 4
154 startup_32_vector:
155         .long   startup_32 - r_base
156         .word   __KERNEL32_CS, 0
157
158         .balign 4
159 startup_64_vector:
160         .long   startup_64 - r_base
161         .word   __KERNEL_CS, 0
162
163 trampoline_stack:
164         .org 0x1000
165 trampoline_stack_end:
166 ENTRY(trampoline_level4_pgt)
167         .quad   level3_ident_pgt - __START_KERNEL_map + _KERNPG_TABLE
168         .fill   510,8,0
169         .quad   level3_kernel_pgt - __START_KERNEL_map + _KERNPG_TABLE
170
171 ENTRY(trampoline_end)