Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc-2.6
[linux-2.6.git] / 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  *      On entry to trampoline_data, the processor is in real mode
14  *      with 16-bit addressing and 16-bit data.  CS has some value
15  *      and IP is zero.  Thus, data addresses need to be absolute
16  *      (no relocation) and are taken with regard to r_base.
17  *
18  *      With the addition of trampoline_level4_pgt this code can
19  *      now enter a 64bit kernel that lives at arbitrary 64bit
20  *      physical addresses.
21  *
22  *      If you work on this file, check the object module with objdump
23  *      --full-contents --reloc to make sure there are no relocation
24  *      entries.
25  */
26
27 #include <linux/linkage.h>
28 #include <linux/init.h>
29 #include <asm/pgtable_types.h>
30 #include <asm/page_types.h>
31 #include <asm/msr.h>
32 #include <asm/segment.h>
33 #include <asm/processor-flags.h>
34
35 #ifdef CONFIG_ACPI_SLEEP
36 .section .rodata, "a", @progbits
37 #else
38 /* We can free up the trampoline after bootup if cpu hotplug is not supported. */
39 __CPUINITRODATA
40 #endif
41 .code16
42
43 ENTRY(trampoline_data)
44 r_base = .
45         cli                     # We should be safe anyway
46         wbinvd
47         mov     %cs, %ax        # Code and data in the same place
48         mov     %ax, %ds
49         mov     %ax, %es
50         mov     %ax, %ss
51
52
53         movl    $0xA5A5A5A5, trampoline_data - r_base
54                                 # write marker for master knows we're running
55
56                                         # Setup stack
57         movw    $(trampoline_stack_end - r_base), %sp
58
59         call    verify_cpu              # Verify the cpu supports long mode
60         testl   %eax, %eax              # Check for return code
61         jnz     no_longmode
62
63         mov     %cs, %ax
64         movzx   %ax, %esi               # Find the 32bit trampoline location
65         shll    $4, %esi
66
67                                         # Fixup the vectors
68         addl    %esi, startup_32_vector - r_base
69         addl    %esi, startup_64_vector - r_base
70         addl    %esi, tgdt + 2 - r_base # Fixup the gdt pointer
71
72         /*
73          * GDT tables in non default location kernel can be beyond 16MB and
74          * lgdt will not be able to load the address as in real mode default
75          * operand size is 16bit. Use lgdtl instead to force operand size
76          * to 32 bit.
77          */
78
79         lidtl   tidt - r_base   # load idt with 0, 0
80         lgdtl   tgdt - r_base   # load gdt with whatever is appropriate
81
82         mov     $X86_CR0_PE, %ax        # protected mode (PE) bit
83         lmsw    %ax                     # into protected mode
84
85         # flush prefetch and jump to startup_32
86         ljmpl   *(startup_32_vector - r_base)
87
88         .code32
89         .balign 4
90 startup_32:
91         movl    $__KERNEL_DS, %eax      # Initialize the %ds segment register
92         movl    %eax, %ds
93
94         movl    $X86_CR4_PAE, %eax
95         movl    %eax, %cr4              # Enable PAE mode
96
97                                         # Setup trampoline 4 level pagetables
98         leal    (trampoline_level4_pgt - r_base)(%esi), %eax
99         movl    %eax, %cr3
100
101         movl    $MSR_EFER, %ecx
102         movl    $(1 << _EFER_LME), %eax # Enable Long Mode
103         xorl    %edx, %edx
104         wrmsr
105
106         # Enable paging and in turn activate Long Mode
107         # Enable protected mode
108         movl    $(X86_CR0_PG | X86_CR0_PE), %eax
109         movl    %eax, %cr0
110
111         /*
112          * At this point we're in long mode but in 32bit compatibility mode
113          * with EFER.LME = 1, CS.L = 0, CS.D = 1 (and in turn
114          * EFER.LMA = 1). Now we want to jump in 64bit mode, to do that we use
115          * the new gdt/idt that has __KERNEL_CS with CS.L = 1.
116          */
117         ljmp    *(startup_64_vector - r_base)(%esi)
118
119         .code64
120         .balign 4
121 startup_64:
122         # Now jump into the kernel using virtual addresses
123         movq    $secondary_startup_64, %rax
124         jmp     *%rax
125
126         .code16
127 no_longmode:
128         hlt
129         jmp no_longmode
130 #include "verify_cpu_64.S"
131
132         # Careful these need to be in the same 64K segment as the above;
133 tidt:
134         .word   0                       # idt limit = 0
135         .word   0, 0                    # idt base = 0L
136
137         # Duplicate the global descriptor table
138         # so the kernel can live anywhere
139         .balign 4
140 tgdt:
141         .short  tgdt_end - tgdt         # gdt limit
142         .long   tgdt - r_base
143         .short 0
144         .quad   0x00cf9b000000ffff      # __KERNEL32_CS
145         .quad   0x00af9b000000ffff      # __KERNEL_CS
146         .quad   0x00cf93000000ffff      # __KERNEL_DS
147 tgdt_end:
148
149         .balign 4
150 startup_32_vector:
151         .long   startup_32 - r_base
152         .word   __KERNEL32_CS, 0
153
154         .balign 4
155 startup_64_vector:
156         .long   startup_64 - r_base
157         .word   __KERNEL_CS, 0
158
159 trampoline_stack:
160         .org 0x1000
161 trampoline_stack_end:
162 ENTRY(trampoline_level4_pgt)
163         .quad   level3_ident_pgt - __START_KERNEL_map + _KERNPG_TABLE
164         .fill   510,8,0
165         .quad   level3_kernel_pgt - __START_KERNEL_map + _KERNPG_TABLE
166
167 ENTRY(trampoline_end)