arch/x86/realmode/rm/reboot.S

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #include <linux/linkage.h>
   3 #include <asm/desc_defs.h>
   4 #include <asm/segment.h>
   5 #include <asm/page_types.h>
   6 #include <asm/processor-flags.h>
   7 #include <asm/msr-index.h>
   8 #include "realmode.h"
   9
  10 /*
  11  * The following code and data reboots the machine by switching to real
  12  * mode and jumping to the BIOS reset entry point, as if the CPU has
  13  * really been reset.  The previous version asked the keyboard
  14  * controller to pulse the CPU reset line, which is more thorough, but
  15  * doesn't work with at least one type of 486 motherboard.  It is easy
  16  * to stop this code working; hence the copious comments.
  17  *
  18  * This code is called with the restart type (0 = BIOS, 1 = APM) in
  19  * the primary argument register (%eax for 32 bit, %edi for 64 bit).
  20  */
  21         .section ".text32", "ax"
  22         .code32
  23 SYM_CODE_START(machine_real_restart_asm)
  24
  25 #ifdef CONFIG_X86_64
  26         /* Switch to trampoline GDT as it is guaranteed < 4 GiB */
  27         movl    $__KERNEL_DS, %eax
  28         movl    %eax, %ds
  29         lgdtl   pa_tr_gdt
  30
  31         /* Disable paging to drop us out of long mode */
  32         movl    %cr0, %eax
  33         andl    $~X86_CR0_PG, %eax
  34         movl    %eax, %cr0
  35         ljmpl   $__KERNEL32_CS, $pa_machine_real_restart_paging_off
  36
  37 SYM_INNER_LABEL(machine_real_restart_paging_off, SYM_L_GLOBAL)
  38         xorl    %eax, %eax
  39         xorl    %edx, %edx
  40         movl    $MSR_EFER, %ecx
  41         wrmsr
  42
  43         movl    %edi, %eax
  44
  45 #endif /* CONFIG_X86_64 */
  46
  47         /* Set up the IDT for real mode. */
  48         lidtl   pa_machine_real_restart_idt
  49
  50         /*
  51          * Set up a GDT from which we can load segment descriptors for real
  52          * mode.  The GDT is not used in real mode; it is just needed here to
  53          * prepare the descriptors.
  54          */
  55         lgdtl   pa_machine_real_restart_gdt
  56
  57         /*
  58          * Load the data segment registers with 16-bit compatible values
  59          */
  60         movl    $16, %ecx
  61         movl    %ecx, %ds
  62         movl    %ecx, %es
  63         movl    %ecx, %fs
  64         movl    %ecx, %gs
  65         movl    %ecx, %ss
  66         ljmpw   $8, $1f
  67 SYM_CODE_END(machine_real_restart_asm)
  68
  69 /*
  70  * This is 16-bit protected mode code to disable paging and the cache,
  71  * switch to real mode and jump to the BIOS reset code.
  72  *
  73  * The instruction that switches to real mode by writing to CR0 must be
  74  * followed immediately by a far jump instruction, which set CS to a
  75  * valid value for real mode, and flushes the prefetch queue to avoid
  76  * running instructions that have already been decoded in protected
  77  * mode.
  78  *
  79  * Clears all the flags except ET, especially PG (paging), PE
  80  * (protected-mode enable) and TS (task switch for coprocessor state
  81  * save).  Flushes the TLB after paging has been disabled.  Sets CD and
  82  * NW, to disable the cache on a 486, and invalidates the cache.  This
  83  * is more like the state of a 486 after reset.  I don't know if
  84  * something else should be done for other chips.
  85  *
  86  * More could be done here to set up the registers as if a CPU reset had
  87  * occurred; hopefully real BIOSs don't assume much.  This is not the
  88  * actual BIOS entry point, anyway (that is at 0xfffffff0).
  89  *
  90  * Most of this work is probably excessive, but it is what is tested.
  91  */
  92         .text
  93         .code16
  94
  95         .balign 16
  96 machine_real_restart_asm16:
  97 1:
  98         xorl    %ecx, %ecx
  99         movl    %cr0, %edx
 100         andl    $0x00000011, %edx
 101         orl     $0x60000000, %edx
 102         movl    %edx, %cr0
 103         movl    %ecx, %cr3
 104         movl    %cr0, %edx
 105         testl   $0x60000000, %edx       /* If no cache bits -> no wbinvd */
 106         jz      2f
 107         wbinvd
 108 2:
 109         andb    $0x10, %dl
 110         movl    %edx, %cr0
 111         LJMPW_RM(3f)
 112 3:
 113         andw    %ax, %ax
 114         jz      bios
 115
 116 apm:
 117         movw    $0x1000, %ax
 118         movw    %ax, %ss
 119         movw    $0xf000, %sp
 120         movw    $0x5307, %ax
 121         movw    $0x0001, %bx
 122         movw    $0x0003, %cx
 123         int     $0x15
 124         /* This should never return... */
 125
 126 bios:
 127         ljmpw   $0xf000, $0xfff0
 128
 129         .section ".rodata", "a"
 130
 131         .balign 16
 132 SYM_DATA_START(machine_real_restart_idt)
 133         .word   0xffff          /* Length - real mode default value */
 134         .long   0               /* Base - real mode default value */
 135 SYM_DATA_END(machine_real_restart_idt)
 136
 137         .balign 16
 138 SYM_DATA_START(machine_real_restart_gdt)
 139         /* Self-pointer */
 140         .word   0xffff          /* Length - real mode default value */
 141         .long   pa_machine_real_restart_gdt
 142         .word   0
 143
 144         /*
 145          * 16-bit code segment pointing to real_mode_seg
 146          * Selector value 8
 147          */
 148         .word   0xffff          /* Limit */
 149         .long   0x9b000000 + pa_real_mode_base
 150         .word   0
 151
 152         /*
 153          * 16-bit data segment with the selector value 16 = 0x10 and
 154          * base value 0x100; since this is consistent with real mode
 155          * semantics we don't have to reload the segments once CR0.PE = 0.
 156          */
 157         .quad   GDT_ENTRY(DESC_DATA16, 0x100, 0xffff)
 158 SYM_DATA_END(machine_real_restart_gdt)