lin
2025-06-05 ed3dd9d3e7519a82bb871d5eedb24a2fa0c91f47
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
/*
 * Based on arch/arm/mm/proc.S
 *
 * Copyright (C) 2001 Deep Blue Solutions Ltd.
 * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
 * Author: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
 * published by the Free Software Foundation.
 *
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 * GNU General Public License for more details.
 *
 * You should have received a copy of the GNU General Public License
 * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
#include <linux/init.h>
#include <linux/linkage.h>
#include <asm/assembler.h>
#include <asm/asm-offsets.h>
#include <asm/hwcap.h>
#include <asm/pgtable.h>
#include <asm/pgtable-hwdef.h>
#include <asm/cpufeature.h>
#include <asm/alternative.h>
 
#ifdef CONFIG_ARM64_64K_PAGES
#define TCR_TG_FLAGS    TCR_TG0_64K | TCR_TG1_64K
#elif defined(CONFIG_ARM64_16K_PAGES)
#define TCR_TG_FLAGS    TCR_TG0_16K | TCR_TG1_16K
#else /* CONFIG_ARM64_4K_PAGES */
#define TCR_TG_FLAGS    TCR_TG0_4K | TCR_TG1_4K
#endif
 
#define TCR_SMP_FLAGS    TCR_SHARED
 
/* PTWs cacheable, inner/outer WBWA */
#define TCR_CACHE_FLAGS    TCR_IRGN_WBWA | TCR_ORGN_WBWA
 
#define MAIR(attr, mt)    ((attr) << ((mt) * 8))
 
/*
 *    cpu_do_idle()
 *
 *    Idle the processor (wait for interrupt).
 */
ENTRY(cpu_do_idle)
   dsb    sy                // WFI may enter a low-power mode
   wfi
   ret
ENDPROC(cpu_do_idle)
 
#ifdef CONFIG_CPU_PM
/**
 * cpu_do_suspend - save CPU registers context
 *
 * x0: virtual address of context pointer
 */
ENTRY(cpu_do_suspend)
   mrs    x2, tpidr_el0
   mrs    x3, tpidrro_el0
   mrs    x4, contextidr_el1
   mrs    x5, cpacr_el1
   mrs    x6, tcr_el1
   mrs    x7, vbar_el1
   mrs    x8, mdscr_el1
   mrs    x9, oslsr_el1
   mrs    x10, sctlr_el1
   mrs    x11, tpidr_el1
   mrs    x12, sp_el0
   stp    x2, x3, [x0]
   stp    x4, xzr, [x0, #16]
   stp    x5, x6, [x0, #32]
   stp    x7, x8, [x0, #48]
   stp    x9, x10, [x0, #64]
   stp    x11, x12, [x0, #80]
   ret
ENDPROC(cpu_do_suspend)
 
/**
 * cpu_do_resume - restore CPU register context
 *
 * x0: Address of context pointer
 */
   .pushsection ".idmap.text", "awx"
ENTRY(cpu_do_resume)
   ldp    x2, x3, [x0]
   ldp    x4, x5, [x0, #16]
   ldp    x6, x8, [x0, #32]
   ldp    x9, x10, [x0, #48]
   ldp    x11, x12, [x0, #64]
   ldp    x13, x14, [x0, #80]
   msr    tpidr_el0, x2
   msr    tpidrro_el0, x3
   msr    contextidr_el1, x4
   msr    cpacr_el1, x6
 
   /* Don't change t0sz here, mask those bits when restoring */
   mrs    x5, tcr_el1
   bfi    x8, x5, TCR_T0SZ_OFFSET, TCR_TxSZ_WIDTH
 
   msr    tcr_el1, x8
   msr    vbar_el1, x9
 
   /*
    * __cpu_setup() cleared MDSCR_EL1.MDE and friends, before unmasking
    * debug exceptions. By restoring MDSCR_EL1 here, we may take a debug
    * exception. Mask them until local_dbg_restore() in cpu_suspend()
    * resets them.
    */
   disable_dbg
   msr    mdscr_el1, x10
 
   msr    sctlr_el1, x12
   msr    tpidr_el1, x13
   msr    sp_el0, x14
   /*
    * Restore oslsr_el1 by writing oslar_el1
    */
   ubfx    x11, x11, #1, #1
   msr    oslar_el1, x11
   reset_pmuserenr_el0 x0            // Disable PMU access from EL0
   isb
   ret
ENDPROC(cpu_do_resume)
   .popsection
#endif
 
/*
 *    cpu_do_switch_mm(pgd_phys, tsk)
 *
 *    Set the translation table base pointer to be pgd_phys.
 *
 *    - pgd_phys - physical address of new TTB
 */
ENTRY(cpu_do_switch_mm)
   mrs    x2, ttbr1_el1
   mmid    x1, x1                // get mm->context.id
#ifdef CONFIG_ARM64_SW_TTBR0_PAN
   bfi    x0, x1, #48, #16        // set the ASID field in TTBR0
#endif
   bfi    x2, x1, #48, #16        // set the ASID
   msr    ttbr1_el1, x2            // in TTBR1 (since TCR.A1 is set)
   isb
   msr    ttbr0_el1, x0            // now update TTBR0
   isb
   b    post_ttbr_update_workaround    // Back to C code...
ENDPROC(cpu_do_switch_mm)
 
   .pushsection ".idmap.text", "awx"
 
.macro    __idmap_cpu_set_reserved_ttbr1, tmp1, tmp2
   adrp    \tmp1, empty_zero_page
   msr    ttbr1_el1, \tmp1
   isb
   tlbi    vmalle1
   dsb    nsh
   isb
.endm
 
/*
 * void idmap_cpu_replace_ttbr1(phys_addr_t new_pgd)
 *
 * This is the low-level counterpart to cpu_replace_ttbr1, and should not be
 * called by anything else. It can only be executed from a TTBR0 mapping.
 */
ENTRY(idmap_cpu_replace_ttbr1)
   mrs    x2, daif
   msr    daifset, #0xf
 
   __idmap_cpu_set_reserved_ttbr1 x1, x3
 
   msr    ttbr1_el1, x0
   isb
 
   msr    daif, x2
 
   ret
ENDPROC(idmap_cpu_replace_ttbr1)
   .popsection
 
#ifdef CONFIG_UNMAP_KERNEL_AT_EL0
   .pushsection ".idmap.text", "awx"
 
   .macro    __idmap_kpti_get_pgtable_ent, type
   dc    cvac, cur_\()\type\()p        // Ensure any existing dirty
   dmb    sy                // lines are written back before
   ldr    \type, [cur_\()\type\()p]    // loading the entry
   tbz    \type, #0, next_\()\type    // Skip invalid entries
   .endm
 
   .macro __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng, type
   orr    \type, \type, #PTE_NG        // Same bit for blocks and pages
   str    \type, [cur_\()\type\()p]    // Update the entry and ensure
   dmb    sy                // that it is visible to all
   dc    civac, cur_\()\type\()p        // CPUs.
   .endm
 
/*
 * void __kpti_install_ng_mappings(int cpu, int num_cpus, phys_addr_t swapper)
 *
 * Called exactly once from stop_machine context by each CPU found during boot.
 */
__idmap_kpti_flag:
   .long    1
ENTRY(idmap_kpti_install_ng_mappings)
   cpu        .req    w0
   num_cpus    .req    w1
   swapper_pa    .req    x2
   swapper_ttb    .req    x3
   flag_ptr    .req    x4
   cur_pgdp    .req    x5
   end_pgdp    .req    x6
   pgd        .req    x7
   cur_pudp    .req    x8
   end_pudp    .req    x9
   pud        .req    x10
   cur_pmdp    .req    x11
   end_pmdp    .req    x12
   pmd        .req    x13
   cur_ptep    .req    x14
   end_ptep    .req    x15
   pte        .req    x16
 
   mrs    swapper_ttb, ttbr1_el1
   adr    flag_ptr, __idmap_kpti_flag
 
   cbnz    cpu, __idmap_kpti_secondary
 
   /* We're the boot CPU. Wait for the others to catch up */
   sevl
1:    wfe
   ldaxr    w18, [flag_ptr]
   eor    w18, w18, num_cpus
   cbnz    w18, 1b
 
   /* We need to walk swapper, so turn off the MMU. */
   mrs    x18, sctlr_el1
   bic    x18, x18, #SCTLR_ELx_M
   msr    sctlr_el1, x18
   isb
 
   /* Everybody is enjoying the idmap, so we can rewrite swapper. */
   /* PGD */
   mov    cur_pgdp, swapper_pa
   add    end_pgdp, cur_pgdp, #(PTRS_PER_PGD * 8)
do_pgd:    __idmap_kpti_get_pgtable_ent    pgd
   tbnz    pgd, #1, walk_puds
   __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng    pgd
next_pgd:
   add    cur_pgdp, cur_pgdp, #8
   cmp    cur_pgdp, end_pgdp
   b.ne    do_pgd
 
   /* Publish the updated tables and nuke all the TLBs */
   dsb    sy
   tlbi    vmalle1is
   dsb    ish
   isb
 
   /* We're done: fire up the MMU again */
   mrs    x18, sctlr_el1
   orr    x18, x18, #SCTLR_ELx_M
   msr    sctlr_el1, x18
   isb
 
   /* Set the flag to zero to indicate that we're all done */
   str    wzr, [flag_ptr]
   ret
 
   /* PUD */
walk_puds:
   .if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3
   pte_to_phys    cur_pudp, pgd
   add    end_pudp, cur_pudp, #(PTRS_PER_PUD * 8)
do_pud:    __idmap_kpti_get_pgtable_ent    pud
   tbnz    pud, #1, walk_pmds
   __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng    pud
next_pud:
   add    cur_pudp, cur_pudp, 8
   cmp    cur_pudp, end_pudp
   b.ne    do_pud
   b    next_pgd
   .else /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 3 */
   mov    pud, pgd
   b    walk_pmds
next_pud:
   b    next_pgd
   .endif
 
   /* PMD */
walk_pmds:
   .if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
   pte_to_phys    cur_pmdp, pud
   add    end_pmdp, cur_pmdp, #(PTRS_PER_PMD * 8)
do_pmd:    __idmap_kpti_get_pgtable_ent    pmd
   tbnz    pmd, #1, walk_ptes
   __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng    pmd
next_pmd:
   add    cur_pmdp, cur_pmdp, #8
   cmp    cur_pmdp, end_pmdp
   b.ne    do_pmd
   b    next_pud
   .else /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 2 */
   mov    pmd, pud
   b    walk_ptes
next_pmd:
   b    next_pud
   .endif
 
   /* PTE */
walk_ptes:
   pte_to_phys    cur_ptep, pmd
   add    end_ptep, cur_ptep, #(PTRS_PER_PTE * 8)
do_pte:    __idmap_kpti_get_pgtable_ent    pte
   __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng    pte
next_pte:
   add    cur_ptep, cur_ptep, #8
   cmp    cur_ptep, end_ptep
   b.ne    do_pte
   b    next_pmd
 
   /* Secondary CPUs end up here */
__idmap_kpti_secondary:
   /* Uninstall swapper before surgery begins */
   __idmap_cpu_set_reserved_ttbr1 x18, x17
 
   /* Increment the flag to let the boot CPU we're ready */
1:    ldxr    w18, [flag_ptr]
   add    w18, w18, #1
   stxr    w17, w18, [flag_ptr]
   cbnz    w17, 1b
 
   /* Wait for the boot CPU to finish messing around with swapper */
   sevl
1:    wfe
   ldxr    w18, [flag_ptr]
   cbnz    w18, 1b
 
   /* All done, act like nothing happened */
   msr    ttbr1_el1, swapper_ttb
   isb
   ret
 
   .unreq    cpu
   .unreq    num_cpus
   .unreq    swapper_pa
   .unreq    swapper_ttb
   .unreq    flag_ptr
   .unreq    cur_pgdp
   .unreq    end_pgdp
   .unreq    pgd
   .unreq    cur_pudp
   .unreq    end_pudp
   .unreq    pud
   .unreq    cur_pmdp
   .unreq    end_pmdp
   .unreq    pmd
   .unreq    cur_ptep
   .unreq    end_ptep
   .unreq    pte
ENDPROC(idmap_kpti_install_ng_mappings)
   .popsection
#endif
 
/*
 *    __cpu_setup
 *
 *    Initialise the processor for turning the MMU on.  Return in x0 the
 *    value of the SCTLR_EL1 register.
 */
   .pushsection ".idmap.text", "awx"
ENTRY(__cpu_setup)
   tlbi    vmalle1                // Invalidate local TLB
   dsb    nsh
 
   mov    x0, #3 << 20
   msr    cpacr_el1, x0            // Enable FP/ASIMD
   mov    x0, #1 << 12            // Reset mdscr_el1 and disable
   msr    mdscr_el1, x0            // access to the DCC from EL0
   isb                    // Unmask debug exceptions now,
   enable_dbg                // since this is per-cpu
   reset_pmuserenr_el0 x0            // Disable PMU access from EL0
   /*
    * Memory region attributes for LPAE:
    *
    *   n = AttrIndx[2:0]
    *            n    MAIR
    *   DEVICE_nGnRnE    000    00000000
    *   DEVICE_nGnRE    001    00000100
    *   DEVICE_GRE        010    00001100
    *   NORMAL_NC        011    01000100
    *   NORMAL        100    11111111
    *   NORMAL_WT        101    10111011
    */
   ldr    x5, =MAIR(0x00, MT_DEVICE_nGnRnE) | \
            MAIR(0x04, MT_DEVICE_nGnRE) | \
            MAIR(0x0c, MT_DEVICE_GRE) | \
            MAIR(0x44, MT_NORMAL_NC) | \
            MAIR(0xff, MT_NORMAL) | \
            MAIR(0xbb, MT_NORMAL_WT)
   msr    mair_el1, x5
   /*
    * Prepare SCTLR
    */
   adr    x5, crval
   ldp    w5, w6, [x5]
   mrs    x0, sctlr_el1
   bic    x0, x0, x5            // clear bits
   orr    x0, x0, x6            // set bits
   /*
    * Set/prepare TCR and TTBR. We use 512GB (39-bit) address range for
    * both user and kernel.
    */
   ldr    x10, =TCR_TxSZ(VA_BITS) | TCR_CACHE_FLAGS | TCR_SMP_FLAGS | \
           TCR_TG_FLAGS | TCR_ASID16 | TCR_TBI0 | TCR_A1
   tcr_set_idmap_t0sz    x10, x9
 
   /*
    * Read the PARange bits from ID_AA64MMFR0_EL1 and set the IPS bits in
    * TCR_EL1.
    */
   mrs    x9, ID_AA64MMFR0_EL1
   bfi    x10, x9, #32, #3
#ifdef CONFIG_ARM64_HW_AFDBM
   /*
    * Hardware update of the Access and Dirty bits.
    */
   mrs    x9, ID_AA64MMFR1_EL1
   and    x9, x9, #0xf
   cbz    x9, 2f
   cmp    x9, #2
   b.lt    1f
#ifdef CONFIG_ARM64_ERRATUM_1024718
   /* Disable hardware DBM on Cortex-A55 r0p0, r0p1 & r1p0 */
   cpu_midr_match MIDR_CORTEX_A55, MIDR_CPU_VAR_REV(0, 0), MIDR_CPU_VAR_REV(1, 0), x1, x2, x3, x4
   cbnz    x1, 1f
#endif
   orr    x10, x10, #TCR_HD        // hardware Dirty flag update
1:    orr    x10, x10, #TCR_HA        // hardware Access flag update
2:
#endif    /* CONFIG_ARM64_HW_AFDBM */
   msr    tcr_el1, x10
   ret                    // return to head.S
ENDPROC(__cpu_setup)
 
   /*
    * We set the desired value explicitly, including those of the
    * reserved bits. The values of bits EE & E0E were set early in
    * el2_setup, which are left untouched below.
    *
    *                 n n            T
    *       U E      WT T UD     US IHBS
    *       CE0      XWHW CZ     ME TEEA S
    * .... .IEE .... NEAI TE.I ..AD DEN0 ACAM
    * 0011 0... 1101 ..0. ..0. 10.. .0.. .... < hardware reserved
    * .... .1.. .... 01.1 11.1 ..01 0.01 1101 < software settings
    */
   .type    crval, #object
crval:
   .word    0xfcffffff            // clear
   .word    0x34d5d91d            // set
   .popsection