Quelle  pgtable_64.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#include "misc.h"
#include <asm/bootparam.h>
#include <asm/bootparam_utils.h>
#include <asm/e820/types.h>
#include <asm/processor.h>
#include "../string.h"
#include "efi.h"

#define BIOS_START_MIN  0x20000U /* 128K, less than this is insane */
#define BIOS_START_MAX  0x9f000U /* 640K, absolute maximum */

/* __pgtable_l5_enabled needs to be in .data to avoid being cleared along with .bss */
unsigned int __section(".data") __pgtable_l5_enabled;
unsigned int __section(".data") pgdir_shift = 39;
unsigned int __section(".data") ptrs_per_p4d = 1;

/* Buffer to preserve trampoline memory */
static char trampoline_save[TRAMPOLINE_32BIT_SIZE];

/*
 * Trampoline address will be printed by extract_kernel() for debugging
 * purposes.
 *
 * Avoid putting the pointer into .bss as it will be cleared between
 * configure_5level_paging() and extract_kernel().
 */
unsigned long *trampoline_32bit __section(".data");

int cmdline_find_option_bool(const char *option);

static unsigned long find_trampoline_placement(void)
{
 unsigned long bios_start = 0, ebda_start = 0;
 struct boot_e820_entry *entry;
 char *signature;
 int i;

 /*
 * Find a suitable spot for the trampoline.
 * This code is based on reserve_bios_regions().
 */

 /*
 * EFI systems may not provide legacy ROM. The memory may not be mapped
 * at all.
 *
 * Only look for values in the legacy ROM for non-EFI system.
 */
 signature = (char *)&boot_params_ptr->efi_info.efi_loader_signature;
 if (strncmp(signature, EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4) &&
     strncmp(signature, EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
  ebda_start = *(unsigned short *)0x40e << 4;
  bios_start = *(unsigned short *)0x413 << 10;
 }

 if (bios_start < BIOS_START_MIN || bios_start > BIOS_START_MAX)
  bios_start = BIOS_START_MAX;

 if (ebda_start > BIOS_START_MIN && ebda_start < bios_start)
  bios_start = ebda_start;

 bios_start = round_down(bios_start, PAGE_SIZE);

 /* Find the first usable memory region under bios_start. */
 for (i = boot_params_ptr->e820_entries - 1; i >= 0; i--) {
  unsigned long new = bios_start;

  entry = &boot_params_ptr->e820_table[i];

  /* Skip all entries above bios_start. */
  if (bios_start <= entry->addr)
   continue;

  /* Skip non-RAM entries. */
  if (entry->type != E820_TYPE_RAM)
   continue;

  /* Adjust bios_start to the end of the entry if needed. */
  if (bios_start > entry->addr + entry->size)
   new = entry->addr + entry->size;

  /* Keep bios_start page-aligned. */
  new = round_down(new, PAGE_SIZE);

  /* Skip the entry if it's too small. */
  if (new - TRAMPOLINE_32BIT_SIZE < entry->addr)
   continue;

  /* Protect against underflow. */
  if (new - TRAMPOLINE_32BIT_SIZE > bios_start)
   break;

  bios_start = new;
  break;
 }

 /* Place the trampoline just below the end of low memory */
 return bios_start - TRAMPOLINE_32BIT_SIZE;
}

asmlinkage void configure_5level_paging(struct boot_params *bp, void *pgtable)
{
 void (*toggle_la57)(void *cr3);
 bool l5_required = false;

 /* Initialize boot_params. Required for cmdline_find_option_bool(). */
 sanitize_boot_params(bp);
 boot_params_ptr = bp;

 /*
 * Check if LA57 is desired and supported.
 *
 * There are several parts to the check:
 *   - if user asked to disable 5-level paging: no5lvl in cmdline
 *   - if the machine supports 5-level paging:
 *     + CPUID leaf 7 is supported
 *     + the leaf has the feature bit set
 */
 if (!cmdline_find_option_bool("no5lvl") &&
     native_cpuid_eax(0) >= 7 && (native_cpuid_ecx(7) & BIT(16))) {
  l5_required = true;

  /* Initialize variables for 5-level paging */
  __pgtable_l5_enabled = 1;
  pgdir_shift = 48;
  ptrs_per_p4d = 512;
 }

 /*
 * The trampoline will not be used if the paging mode is already set to
 * the desired one.
 */
 if (l5_required == !!(native_read_cr4() & X86_CR4_LA57))
  return;

 trampoline_32bit = (unsigned long *)find_trampoline_placement();

 /* Preserve trampoline memory */
 memcpy(trampoline_save, trampoline_32bit, TRAMPOLINE_32BIT_SIZE);

 /* Clear trampoline memory first */
 memset(trampoline_32bit, 0, TRAMPOLINE_32BIT_SIZE);

 /* Copy trampoline code in place */
 toggle_la57 = memcpy(trampoline_32bit +
   TRAMPOLINE_32BIT_CODE_OFFSET / sizeof(unsigned long),
   &trampoline_32bit_src, TRAMPOLINE_32BIT_CODE_SIZE);

 /*
 * Avoid the need for a stack in the 32-bit trampoline code, by using
 * LJMP rather than LRET to return back to long mode. LJMP takes an
 * immediate absolute address, which needs to be adjusted based on the
 * placement of the trampoline.
 */
 *(u32 *)((u8 *)toggle_la57 + trampoline_ljmp_imm_offset) +=
      (unsigned long)toggle_la57;

 /*
 * The code below prepares page table in trampoline memory.
 *
 * The new page table will be used by trampoline code for switching
 * from 4- to 5-level paging or vice versa.
 */

 if (l5_required) {
  /*
 * For 4- to 5-level paging transition, set up current CR3 as
 * the first and the only entry in a new top-level page table.
 */
  *trampoline_32bit = __native_read_cr3() | _PAGE_TABLE_NOENC;
 } else {
  unsigned long src;

  /*
 * For 5- to 4-level paging transition, copy page table pointed
 * by first entry in the current top-level page table as our
 * new top-level page table.
 *
 * We cannot just point to the page table from trampoline as it
 * may be above 4G.
 */
  src = *(unsigned long *)__native_read_cr3() & PAGE_MASK;
  memcpy(trampoline_32bit, (void *)src, PAGE_SIZE);
 }

 toggle_la57(trampoline_32bit);

 /*
 * Move the top level page table out of trampoline memory.
 */
 memcpy(pgtable, trampoline_32bit, PAGE_SIZE);
 native_write_cr3((unsigned long)pgtable);

 /* Restore trampoline memory */
 memcpy(trampoline_32bit, trampoline_save, TRAMPOLINE_32BIT_SIZE);
}