]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/arm64/arm64/locore.S
Update Apache Serf to 1.3.9 to support OpenSSL 1.1.1.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / arm64 / arm64 / locore.S
1 /*-
2  * Copyright (c) 2012-2014 Andrew Turner
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  *
14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
24  * SUCH DAMAGE.
25  *
26  * $FreeBSD$
27  */
28
29 #include "assym.inc"
30 #include "opt_kstack_pages.h"
31 #include <sys/syscall.h>
32 #include <machine/asm.h>
33 #include <machine/armreg.h>
34 #include <machine/hypervisor.h>
35 #include <machine/param.h>
36 #include <machine/pte.h>
37 #include <machine/vmparam.h>
38
39 #define VIRT_BITS       48
40 #define DMAP_TABLES     ((DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS) >> L0_SHIFT)
41
42         .globl  kernbase
43         .set    kernbase, KERNBASE
44
45 #define DEVICE_MEM      0
46 #define NORMAL_UNCACHED 1
47 #define NORMAL_MEM      2
48
49 /*
50  * We assume:
51  *  MMU      on with an identity map, or off
52  *  D-Cache: off
53  *  I-Cache: on or off
54  *  We are loaded at a 2MiB aligned address
55  */
56
57         .text
58         .globl _start
59 _start:
60         /* Drop to EL1 */
61         bl      drop_to_el1
62
63         /*
64          * Disable the MMU. We may have entered the kernel with it on and
65          * will need to update the tables later. If this has been set up
66          * with anything other than a VA == PA map then this will fail,
67          * but in this case the code to find where we are running from
68          * would have also failed.
69          */
70         dsb     sy
71         mrs     x2, sctlr_el1
72         bic     x2, x2, SCTLR_M
73         msr     sctlr_el1, x2
74         isb
75
76         /* Set the context id */
77         msr     contextidr_el1, xzr
78
79         /* Get the virt -> phys offset */
80         bl      get_virt_delta
81
82         /*
83          * At this point:
84          * x29 = PA - VA
85          * x28 = Our physical load address
86          */
87
88         /* Create the page tables */
89         bl      create_pagetables
90
91         /*
92          * At this point:
93          * x27 = TTBR0 table
94          * x26 = Kernel L1 table
95          * x24 = TTBR1 table
96          */
97
98         /* Enable the mmu */
99         bl      start_mmu
100
101         /* Jump to the virtual address space */
102         ldr     x15, .Lvirtdone
103         br      x15
104
105 virtdone:
106         /* Set up the stack */
107         adr     x25, initstack_end
108         mov     sp, x25
109         sub     sp, sp, #PCB_SIZE
110
111         /* Zero the BSS */
112         ldr     x15, .Lbss
113         ldr     x14, .Lend
114 1:
115         str     xzr, [x15], #8
116         cmp     x15, x14
117         b.lo    1b
118
119         /* Backup the module pointer */
120         mov     x1, x0
121
122         /* Make the page table base a virtual address */
123         sub     x26, x26, x29
124         sub     x24, x24, x29
125
126         sub     sp, sp, #(64 * 4)
127         mov     x0, sp
128
129         /* Degate the delda so it is VA -> PA */
130         neg     x29, x29
131
132         str     x1,  [x0]       /* modulep */
133         str     x26, [x0, 8]    /* kern_l1pt */
134         str     x29, [x0, 16]   /* kern_delta */
135         str     x25, [x0, 24]   /* kern_stack */
136         str     x24, [x0, 32]   /* kern_l0pt */
137
138         /* trace back starts here */
139         mov     fp, #0
140         /* Branch to C code */
141         bl      initarm
142         bl      mi_startup
143
144         /* We should not get here */
145         brk     0
146
147         .align 3
148 .Lvirtdone:
149         .quad   virtdone
150 .Lbss:
151         .quad   __bss_start
152 .Lend:
153         .quad   _end
154
155 #ifdef SMP
156 /*
157  * mpentry(unsigned long)
158  *
159  * Called by a core when it is being brought online.
160  * The data in x0 is passed straight to init_secondary.
161  */
162 ENTRY(mpentry)
163         /* Disable interrupts */
164         msr     daifset, #2
165
166         /* Drop to EL1 */
167         bl      drop_to_el1
168
169         /* Set the context id */
170         msr     contextidr_el1, xzr
171
172         /* Load the kernel page table */
173         adr     x24, pagetable_l0_ttbr1
174         /* Load the identity page table */
175         adr     x27, pagetable_l0_ttbr0
176
177         /* Enable the mmu */
178         bl      start_mmu
179
180         /* Jump to the virtual address space */
181         ldr     x15, =mp_virtdone
182         br      x15
183
184 mp_virtdone:
185         ldr     x4, =secondary_stacks
186         mov     x5, #(PAGE_SIZE * KSTACK_PAGES)
187         mul     x5, x0, x5
188         add     sp, x4, x5
189
190         b       init_secondary
191 END(mpentry)
192 #endif
193
194 /*
195  * If we are started in EL2, configure the required hypervisor
196  * registers and drop to EL1.
197  */
198 drop_to_el1:
199         mrs     x1, CurrentEL
200         lsr     x1, x1, #2
201         cmp     x1, #0x2
202         b.eq    1f
203         ret
204 1:
205         /* Configure the Hypervisor */
206         mov     x2, #(HCR_RW)
207         msr     hcr_el2, x2
208
209         /* Load the Virtualization Process ID Register */
210         mrs     x2, midr_el1
211         msr     vpidr_el2, x2
212
213         /* Load the Virtualization Multiprocess ID Register */
214         mrs     x2, mpidr_el1
215         msr     vmpidr_el2, x2
216
217         /* Set the bits that need to be 1 in sctlr_el1 */
218         ldr     x2, .Lsctlr_res1
219         msr     sctlr_el1, x2
220
221         /* Don't trap to EL2 for exceptions */
222         mov     x2, #CPTR_RES1
223         msr     cptr_el2, x2
224
225         /* Don't trap to EL2 for CP15 traps */
226         msr     hstr_el2, xzr
227
228         /* Enable access to the physical timers at EL1 */
229         mrs     x2, cnthctl_el2
230         orr     x2, x2, #(CNTHCTL_EL1PCTEN | CNTHCTL_EL1PCEN)
231         msr     cnthctl_el2, x2
232
233         /* Set the counter offset to a known value */
234         msr     cntvoff_el2, xzr
235
236         /* Hypervisor trap functions */
237         adr     x2, hyp_vectors
238         msr     vbar_el2, x2
239
240         mov     x2, #(PSR_F | PSR_I | PSR_A | PSR_D | PSR_M_EL1h)
241         msr     spsr_el2, x2
242
243         /* Configure GICv3 CPU interface */
244         mrs     x2, id_aa64pfr0_el1
245         /* Extract GIC bits from the register */
246         ubfx    x2, x2, #ID_AA64PFR0_GIC_SHIFT, #ID_AA64PFR0_GIC_BITS
247         /* GIC[3:0] == 0001 - GIC CPU interface via special regs. supported */
248         cmp     x2, #(ID_AA64PFR0_GIC_CPUIF_EN >> ID_AA64PFR0_GIC_SHIFT)
249         b.ne    2f
250
251         mrs     x2, icc_sre_el2
252         orr     x2, x2, #ICC_SRE_EL2_EN /* Enable access from insecure EL1 */
253         orr     x2, x2, #ICC_SRE_EL2_SRE        /* Enable system registers */
254         msr     icc_sre_el2, x2
255 2:
256
257         /* Set the address to return to our return address */
258         msr     elr_el2, x30
259         isb
260
261         eret
262
263         .align 3
264 .Lsctlr_res1:
265         .quad SCTLR_RES1
266
267 #define VECT_EMPTY      \
268         .align 7;       \
269         1:      b       1b
270
271         .align 11
272 hyp_vectors:
273         VECT_EMPTY      /* Synchronous EL2t */
274         VECT_EMPTY      /* IRQ EL2t */
275         VECT_EMPTY      /* FIQ EL2t */
276         VECT_EMPTY      /* Error EL2t */
277
278         VECT_EMPTY      /* Synchronous EL2h */
279         VECT_EMPTY      /* IRQ EL2h */
280         VECT_EMPTY      /* FIQ EL2h */
281         VECT_EMPTY      /* Error EL2h */
282
283         VECT_EMPTY      /* Synchronous 64-bit EL1 */
284         VECT_EMPTY      /* IRQ 64-bit EL1 */
285         VECT_EMPTY      /* FIQ 64-bit EL1 */
286         VECT_EMPTY      /* Error 64-bit EL1 */
287
288         VECT_EMPTY      /* Synchronous 32-bit EL1 */
289         VECT_EMPTY      /* IRQ 32-bit EL1 */
290         VECT_EMPTY      /* FIQ 32-bit EL1 */
291         VECT_EMPTY      /* Error 32-bit EL1 */
292
293 /*
294  * Get the delta between the physical address we were loaded to and the
295  * virtual address we expect to run from. This is used when building the
296  * initial page table.
297  */
298 get_virt_delta:
299         /* Load the physical address of virt_map */
300         adr     x29, virt_map
301         /* Load the virtual address of virt_map stored in virt_map */
302         ldr     x28, [x29]
303         /* Find PA - VA as PA' = VA' - VA + PA = VA' + (PA - VA) = VA' + x29 */
304         sub     x29, x29, x28
305         /* Find the load address for the kernel */
306         mov     x28, #(KERNBASE)
307         add     x28, x28, x29
308         ret
309
310         .align 3
311 virt_map:
312         .quad   virt_map
313
314 /*
315  * This builds the page tables containing the identity map, and the kernel
316  * virtual map.
317  *
318  * It relys on:
319  *  We were loaded to an address that is on a 2MiB boundary
320  *  All the memory must not cross a 1GiB boundaty
321  *  x28 contains the physical address we were loaded from
322  *
323  * TODO: This is out of date.
324  *  There are at least 5 pages before that address for the page tables
325  *   The pages used are:
326  *    - The Kernel L2 table
327  *    - The Kernel L1 table
328  *    - The Kernel L0 table             (TTBR1)
329  *    - The identity (PA = VA) L1 table
330  *    - The identity (PA = VA) L0 table (TTBR0)
331  *    - The DMAP L1 tables
332  */
333 create_pagetables:
334         /* Save the Link register */
335         mov     x5, x30
336
337         /* Clean the page table */
338         adr     x6, pagetable
339         mov     x26, x6
340         adr     x27, pagetable_end
341 1:
342         stp     xzr, xzr, [x6], #16
343         stp     xzr, xzr, [x6], #16
344         stp     xzr, xzr, [x6], #16
345         stp     xzr, xzr, [x6], #16
346         cmp     x6, x27
347         b.lo    1b
348
349         /*
350          * Build the TTBR1 maps.
351          */
352
353         /* Find the size of the kernel */
354         mov     x6, #(KERNBASE)
355         /* Find modulep - begin */
356         sub     x8, x0, x6
357         /* Add two 2MiB pages for the module data and round up */
358         ldr     x7, =(3 * L2_SIZE - 1)
359         add     x8, x8, x7
360         /* Get the number of l2 pages to allocate, rounded down */
361         lsr     x10, x8, #(L2_SHIFT)
362
363         /* Create the kernel space L2 table */
364         mov     x6, x26
365         mov     x7, #NORMAL_MEM
366         mov     x8, #(KERNBASE & L2_BLOCK_MASK)
367         mov     x9, x28
368         bl      build_l2_block_pagetable
369
370         /* Move to the l1 table */
371         add     x26, x26, #PAGE_SIZE
372
373         /* Link the l1 -> l2 table */
374         mov     x9, x6
375         mov     x6, x26
376         bl      link_l1_pagetable
377
378         /* Move to the l0 table */
379         add     x24, x26, #PAGE_SIZE
380
381         /* Link the l0 -> l1 table */
382         mov     x9, x6
383         mov     x6, x24
384         mov     x10, #1
385         bl      link_l0_pagetable
386
387         /* Link the DMAP tables */
388         ldr     x8, =DMAP_MIN_ADDRESS
389         adr     x9, pagetable_dmap;
390         mov     x10, #DMAP_TABLES
391         bl      link_l0_pagetable
392
393         /*
394          * Build the TTBR0 maps.
395          */
396         add     x27, x24, #PAGE_SIZE
397
398         mov     x6, x27         /* The initial page table */
399 #if defined(SOCDEV_PA) && defined(SOCDEV_VA)
400         /* Create a table for the UART */
401         mov     x7, #DEVICE_MEM
402         mov     x8, #(SOCDEV_VA)        /* VA start */
403         mov     x9, #(SOCDEV_PA)        /* PA start */
404         mov     x10, #1
405         bl      build_l1_block_pagetable
406 #endif
407
408         /* Create the VA = PA map */
409         mov     x7, #NORMAL_UNCACHED /* Uncached as it's only needed early on */
410         mov     x9, x27
411         mov     x8, x9          /* VA start (== PA start) */
412         mov     x10, #1
413         bl      build_l1_block_pagetable
414
415         /* Move to the l0 table */
416         add     x27, x27, #PAGE_SIZE
417
418         /* Link the l0 -> l1 table */
419         mov     x9, x6
420         mov     x6, x27
421         mov     x10, #1
422         bl      link_l0_pagetable
423
424         /* Restore the Link register */
425         mov     x30, x5
426         ret
427
428 /*
429  * Builds an L0 -> L1 table descriptor
430  *
431  * This is a link for a 512GiB block of memory with up to 1GiB regions mapped
432  * within it by build_l1_block_pagetable.
433  *
434  *  x6  = L0 table
435  *  x8  = Virtual Address
436  *  x9  = L1 PA (trashed)
437  *  x10 = Entry count
438  *  x11, x12 and x13 are trashed
439  */
440 link_l0_pagetable:
441         /*
442          * Link an L0 -> L1 table entry.
443          */
444         /* Find the table index */
445         lsr     x11, x8, #L0_SHIFT
446         and     x11, x11, #L0_ADDR_MASK
447
448         /* Build the L0 block entry */
449         mov     x12, #L0_TABLE
450
451         /* Only use the output address bits */
452         lsr     x9, x9, #PAGE_SHIFT
453 1:      orr     x13, x12, x9, lsl #PAGE_SHIFT
454
455         /* Store the entry */
456         str     x13, [x6, x11, lsl #3]
457
458         sub     x10, x10, #1
459         add     x11, x11, #1
460         add     x9, x9, #1
461         cbnz    x10, 1b
462
463         ret
464
465 /*
466  * Builds an L1 -> L2 table descriptor
467  *
468  * This is a link for a 1GiB block of memory with up to 2MiB regions mapped
469  * within it by build_l2_block_pagetable.
470  *
471  *  x6  = L1 table
472  *  x8  = Virtual Address
473  *  x9  = L2 PA (trashed)
474  *  x11, x12 and x13 are trashed
475  */
476 link_l1_pagetable:
477         /*
478          * Link an L1 -> L2 table entry.
479          */
480         /* Find the table index */
481         lsr     x11, x8, #L1_SHIFT
482         and     x11, x11, #Ln_ADDR_MASK
483
484         /* Build the L1 block entry */
485         mov     x12, #L1_TABLE
486
487         /* Only use the output address bits */
488         lsr     x9, x9, #PAGE_SHIFT
489         orr     x13, x12, x9, lsl #PAGE_SHIFT
490
491         /* Store the entry */
492         str     x13, [x6, x11, lsl #3]
493
494         ret
495
496 /*
497  * Builds count 1 GiB page table entry
498  *  x6  = L1 table
499  *  x7  = Type (0 = Device, 1 = Normal)
500  *  x8  = VA start
501  *  x9  = PA start (trashed)
502  *  x10 = Entry count
503  *  x11, x12 and x13 are trashed
504  */
505 build_l1_block_pagetable:
506         /*
507          * Build the L1 table entry.
508          */
509         /* Find the table index */
510         lsr     x11, x8, #L1_SHIFT
511         and     x11, x11, #Ln_ADDR_MASK
512
513         /* Build the L1 block entry */
514         lsl     x12, x7, #2
515         orr     x12, x12, #L1_BLOCK
516         orr     x12, x12, #(ATTR_AF)
517 #ifdef SMP
518         orr     x12, x12, ATTR_SH(ATTR_SH_IS)
519 #endif
520
521         /* Only use the output address bits */
522         lsr     x9, x9, #L1_SHIFT
523
524         /* Set the physical address for this virtual address */
525 1:      orr     x13, x12, x9, lsl #L1_SHIFT
526
527         /* Store the entry */
528         str     x13, [x6, x11, lsl #3]
529
530         sub     x10, x10, #1
531         add     x11, x11, #1
532         add     x9, x9, #1
533         cbnz    x10, 1b
534
535         ret
536
537 /*
538  * Builds count 2 MiB page table entry
539  *  x6  = L2 table
540  *  x7  = Type (0 = Device, 1 = Normal)
541  *  x8  = VA start
542  *  x9  = PA start (trashed)
543  *  x10 = Entry count
544  *  x11, x12 and x13 are trashed
545  */
546 build_l2_block_pagetable:
547         /*
548          * Build the L2 table entry.
549          */
550         /* Find the table index */
551         lsr     x11, x8, #L2_SHIFT
552         and     x11, x11, #Ln_ADDR_MASK
553
554         /* Build the L2 block entry */
555         lsl     x12, x7, #2
556         orr     x12, x12, #L2_BLOCK
557         orr     x12, x12, #(ATTR_AF)
558 #ifdef SMP
559         orr     x12, x12, ATTR_SH(ATTR_SH_IS)
560 #endif
561
562         /* Only use the output address bits */
563         lsr     x9, x9, #L2_SHIFT
564
565         /* Set the physical address for this virtual address */
566 1:      orr     x13, x12, x9, lsl #L2_SHIFT
567
568         /* Store the entry */
569         str     x13, [x6, x11, lsl #3]
570
571         sub     x10, x10, #1
572         add     x11, x11, #1
573         add     x9, x9, #1
574         cbnz    x10, 1b
575
576         ret
577
578 start_mmu:
579         dsb     sy
580
581         /* Load the exception vectors */
582         ldr     x2, =exception_vectors
583         msr     vbar_el1, x2
584
585         /* Load ttbr0 and ttbr1 */
586         msr     ttbr0_el1, x27
587         msr     ttbr1_el1, x24
588         isb
589
590         /* Clear the Monitor Debug System control register */
591         msr     mdscr_el1, xzr
592
593         /* Invalidate the TLB */
594         tlbi    vmalle1is
595
596         ldr     x2, mair
597         msr     mair_el1, x2
598
599         /*
600          * Setup TCR according to PARange bits from ID_AA64MMFR0_EL1.
601          */
602         ldr     x2, tcr
603         mrs     x3, id_aa64mmfr0_el1
604         bfi     x2, x3, #32, #3
605         msr     tcr_el1, x2
606
607         /* Setup SCTLR */
608         ldr     x2, sctlr_set
609         ldr     x3, sctlr_clear
610         mrs     x1, sctlr_el1
611         bic     x1, x1, x3      /* Clear the required bits */
612         orr     x1, x1, x2      /* Set the required bits */
613         msr     sctlr_el1, x1
614         isb
615
616         ret
617
618         .align 3
619 mair:
620         .quad   MAIR_ATTR(MAIR_DEVICE_nGnRnE, 0) |      \
621                 MAIR_ATTR(MAIR_NORMAL_NC, 1) |          \
622                 MAIR_ATTR(MAIR_NORMAL_WB, 2) |          \
623                 MAIR_ATTR(MAIR_NORMAL_WT, 3)
624 tcr:
625         .quad (TCR_TxSZ(64 - VIRT_BITS) | TCR_ASID_16 | TCR_TG1_4K | \
626             TCR_CACHE_ATTRS | TCR_SMP_ATTRS)
627 sctlr_set:
628         /* Bits to set */
629         .quad (SCTLR_LSMAOE | SCTLR_nTLSMD | SCTLR_UCI | SCTLR_SPAN | \
630             SCTLR_nTWE | SCTLR_nTWI | SCTLR_UCT | SCTLR_DZE | \
631             SCTLR_I | SCTLR_SED | SCTLR_SA0 | SCTLR_SA | SCTLR_C | \
632             SCTLR_M | SCTLR_CP15BEN)
633 sctlr_clear:
634         /* Bits to clear */
635         .quad (SCTLR_EE | SCTLR_EOE | SCTLR_IESB | SCTLR_WXN | SCTLR_UMA | \
636             SCTLR_ITD | SCTLR_THEE | SCTLR_A)
637
638         .globl abort
639 abort:
640         b abort
641
642         //.section .init_pagetable
643         .align 12 /* 4KiB aligned */
644         /*
645          * 3 initial tables (in the following order):
646          *           L2 for kernel (High addresses)
647          *           L1 for kernel
648          *           L1 for user   (Low addresses)
649          */
650 pagetable:
651         .space  PAGE_SIZE
652 pagetable_l1_ttbr1:
653         .space  PAGE_SIZE
654 pagetable_l0_ttbr1:
655         .space  PAGE_SIZE
656 pagetable_l1_ttbr0:
657         .space  PAGE_SIZE
658 pagetable_l0_ttbr0:
659         .space  PAGE_SIZE
660
661         .globl pagetable_dmap
662 pagetable_dmap:
663         .space  PAGE_SIZE * DMAP_TABLES
664 pagetable_end:
665
666 el2_pagetable:
667         .space  PAGE_SIZE
668
669         .globl init_pt_va
670 init_pt_va:
671         .quad pagetable         /* XXX: Keep page tables VA */
672
673         .align  4
674 initstack:
675         .space  (PAGE_SIZE * KSTACK_PAGES)
676 initstack_end:
677
678
679 ENTRY(sigcode)
680         mov     x0, sp
681         add     x0, x0, #SF_UC
682
683 1:
684         mov     x8, #SYS_sigreturn
685         svc     0
686
687         /* sigreturn failed, exit */
688         mov     x8, #SYS_exit
689         svc     0
690
691         b       1b
692 END(sigcode)
693         /* This may be copied to the stack, keep it 16-byte aligned */
694         .align  3
695 esigcode:
696
697         .data
698         .align  3
699         .global szsigcode
700 szsigcode:
701         .quad   esigcode - sigcode