sys/i386/i386/locore.S

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   6  * William Jolitz.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  *
  32  *              originally from: locore.s, by William F. Jolitz
  33  *
  34  *              Substantially rewritten by David Greenman, Rod Grimes,
  35  *                      Bruce Evans, Wolfgang Solfrank, Poul-Henning Kamp
  36  *                      and many others.
  37  */
  38
  39 #include "opt_bootp.h"
  40 #include "opt_nfsroot.h"
  41 #include "opt_pmap.h"
  42
  43 #include <sys/reboot.h>
  44
  45 #include <machine/asmacros.h>
  46 #include <machine/cputypes.h>
  47 #include <machine/psl.h>
  48 #include <machine/pmap.h>
  49 #include <machine/specialreg.h>
  50
  51 #include "assym.inc"
  52
  53 /*
  54  * Compiled KERNBASE location and the kernel load address, now identical.
  55  */
  56         .globl  kernbase
  57         .set    kernbase,KERNBASE
  58         .globl  kernload
  59         .set    kernload,KERNLOAD
  60
  61 /*
  62  * Globals
  63  */
  64         .data
  65         ALIGN_DATA                      /* just to be sure */
  66
  67         .space  0x2000                  /* space for tmpstk - temporary stack */
  68 tmpstk:
  69
  70         .globl  bootinfo
  71 bootinfo:       .space  BOOTINFO_SIZE   /* bootinfo that we can handle */
  72
  73         .text
  74 /**********************************************************************
  75  *
  76  * This is where the bootblocks start us, set the ball rolling...
  77  *
  78  */
  79 ENTRY(btext)
  80
  81 /* Tell the bios to warmboot next time */
  82         movw    $0x1234,0x472
  83
  84 /* Set up a real frame in case the double return in newboot is executed. */
  85         xorl    %ebp,%ebp
  86         pushl   %ebp
  87         movl    %esp, %ebp
  88
  89 /* Don't trust what the BIOS gives for eflags. */
  90         pushl   $PSL_KERNEL
  91         popfl
  92
  93 /*
  94  * Don't trust what the BIOS gives for %fs and %gs.  Trust the bootstrap
  95  * to set %cs, %ds, %es and %ss.
  96  */
  97         mov     %ds, %ax
  98         mov     %ax, %fs
  99         mov     %ax, %gs
 100
 101 /*
 102  * Clear the bss.  Not all boot programs do it, and it is our job anyway.
 103  *
 104  * XXX we don't check that there is memory for our bss and page tables
 105  * before using it.
 106  *
 107  * Note: we must be careful to not overwrite an active gdt or idt.  They
 108  * inactive from now until we switch to new ones, since we don't load any
 109  * more segment registers or permit interrupts until after the switch.
 110  */
 111         movl    $__bss_end,%ecx
 112         movl    $__bss_start,%edi
 113         subl    %edi,%ecx
 114         xorl    %eax,%eax
 115         cld
 116         rep
 117         stosb
 118
 119         call    recover_bootinfo
 120
 121 /* Get onto a stack that we can trust. */
 122 /*
 123  * XXX this step is delayed in case recover_bootinfo needs to return via
 124  * the old stack, but it need not be, since recover_bootinfo actually
 125  * returns via the old frame.
 126  */
 127         movl    $tmpstk,%esp
 128
 129         call    identify_cpu
 130         call    pmap_cold
 131
 132         /* set up bootstrap stack */
 133         movl    proc0kstack,%eax        /* location of in-kernel stack */
 134
 135         /*
 136          * Only use bottom page for init386().  init386() calculates the
 137          * PCB + FPU save area size and returns the true top of stack.
 138          */
 139         leal    PAGE_SIZE(%eax),%esp
 140
 141         xorl    %ebp,%ebp               /* mark end of frames */
 142
 143         pushl   physfree                /* value of first for init386(first) */
 144         call    init386                 /* wire 386 chip for unix operation */
 145
 146         /*
 147          * Clean up the stack in a way that db_numargs() understands, so
 148          * that backtraces in ddb don't underrun the stack.  Traps for
 149          * inaccessible memory are more fatal than usual this early.
 150          */
 151         addl    $4,%esp
 152
 153         /* Switch to true top of stack. */
 154         movl    %eax,%esp
 155
 156         call    mi_startup              /* autoconfiguration, mountroot etc */
 157         /* NOTREACHED */
 158         addl    $0,%esp                 /* for db_numargs() again */
 159
 160 /**********************************************************************
 161  *
 162  * Recover the bootinfo passed to us from the boot program
 163  *
 164  */
 165 recover_bootinfo:
 166         /*
 167          * This code is called in different ways depending on what loaded
 168          * and started the kernel.  This is used to detect how we get the
 169          * arguments from the other code and what we do with them.
 170          *
 171          * Old disk boot blocks:
 172          *      (*btext)(howto, bootdev, cyloffset, esym);
 173          *      [return address == 0, and can NOT be returned to]
 174          *      [cyloffset was not supported by the FreeBSD boot code
 175          *       and always passed in as 0]
 176          *      [esym is also known as total in the boot code, and
 177          *       was never properly supported by the FreeBSD boot code]
 178          *      This code from 1.x/2.x doesn't supply now-required metadata and
 179          *      likely will fail (we test for it to avoid dereferencing stack
 180          *      garbage here).
 181          *
 182          * Old diskless netboot code:
 183          *      (*btext)(0,0,0,0,&nfsdiskless,0,0,0);
 184          *      [return address != 0, and can NOT be returned to]
 185          *      If we are being booted by this code it will NOT work,
 186          *      so we are just going to halt if we find this case.
 187          *
 188          * New uniform boot code:
 189          *      (*btext)(howto, bootdev, 0, 0, 0, &bootinfo)
 190          *      [return address != 0, and can be returned to]
 191          *
 192          * There may seem to be a lot of wasted arguments in here, but
 193          * that is so the newer boot code can still load very old kernels
 194          * and old boot code can load new kernels.
 195          */
 196
 197         /*
 198          * The old style disk boot blocks fake a frame on the stack and did an
 199          * lret to get here.  The frame on the stack has a return address of 0.
 200          * This style of boot (from 1.x / 2.x) almost certainly won't work,
 201          * since the kernel has required metadata since about 7.x or so and none
 202          * are present.
 203          */
 204         cmpl    $0,4(%ebp)
 205         je      olddiskboot
 206
 207         /*
 208          * We have some form of return address, so this is either the
 209          * old diskless netboot code, or the new uniform code.  That can
 210          * be detected by looking at the 5th argument, if it is 0
 211          * we are being booted by the new uniform boot code.
 212          */
 213         cmpl    $0,24(%ebp)
 214         je      newboot
 215
 216         /*
 217          * Seems we have been loaded by the old 1.x/2.x diskless boot code, we
 218          * don't stand a chance of running as the diskless structure changed
 219          * considerably between the two, so just halt.
 220          */
 221          hlt
 222
 223         /*
 224          * We have been loaded by the new uniform boot code.
 225          * Let's check the bootinfo version, and if we do not understand
 226          * it we return to the loader with a status of 1 to indicate this error
 227          */
 228 newboot:
 229         movl    28(%ebp),%ebx           /* &bootinfo.version */
 230         movl    BI_VERSION(%ebx),%eax
 231         cmpl    $1,%eax                 /* We only understand version 1 */
 232         je      1f
 233         testl   $RB_BOOTINFO,8(%ebp)    /* bi_size (and bootinfo) valid? */
 234         jne     1f
 235         movl    $1,%eax                 /* Return status */
 236         leave
 237         /*
 238          * XXX this returns to our caller's caller (as is required) since
 239          * we didn't set up a frame and our caller did.
 240          */
 241         ret
 242
 243 1:
 244         /*
 245          * If we have a kernelname copy it in
 246          */
 247         movl    BI_KERNELNAME(%ebx),%esi
 248         cmpl    $0,%esi
 249         je      2f                      /* No kernelname */
 250         movl    $MAXPATHLEN,%ecx        /* Brute force!!! */
 251         movl    $kernelname,%edi
 252         cmpb    $'/',(%esi)             /* Make sure it starts with a slash */
 253         je      1f
 254         movb    $'/',(%edi)
 255         incl    %edi
 256         decl    %ecx
 257 1:
 258         cld
 259         rep
 260         movsb
 261
 262 2:
 263         /*
 264          * Determine the size of the boot loader's copy of the bootinfo
 265          * struct. Copy min(our size, loader's size) into our bootinfo.
 266          * Incompatible with really old boot loaders from FreeBSD 1.x and 2.0.
 267          */
 268         movl    %ebx,%esi
 269         movl    $bootinfo,%edi
 270         movl    BI_SIZE(%ebx),%ecx
 271         cmpl    $BOOTINFO_SIZE,%ecx
 272         jbe     got_common_bi_size
 273         movl    $BOOTINFO_SIZE,%ecx
 274 got_common_bi_size:
 275         cld
 276         rep
 277         movsb
 278
 279 #ifdef NFS_ROOT
 280 #ifndef BOOTP_NFSV3
 281         /*
 282          * If we have a nfs_diskless structure copy it in
 283          */
 284         movl    BI_NFS_DISKLESS(%ebx),%esi
 285         cmpl    $0,%esi
 286         je      olddiskboot
 287         movl    $nfs_diskless,%edi
 288         movl    $NFSDISKLESS_SIZE,%ecx
 289         cld
 290         rep
 291         movsb
 292         movl    $nfs_diskless_valid,%edi
 293         movl    $1,(%edi)
 294 #endif
 295 #endif
 296
 297         /*
 298          * The old style disk boot.
 299          *      (*btext)(howto, bootdev, cyloffset, esym);
 300          * Note that the newer boot code just falls into here to pick
 301          * up howto and bootdev, cyloffset and esym are no longer used
 302          */
 303 olddiskboot:
 304         movl    8(%ebp),%eax
 305         movl    %eax,boothowto
 306         movl    12(%ebp),%eax
 307         movl    %eax,bootdev
 308
 309         ret
 310
 311
 312 /**********************************************************************
 313  *
 314  * Identify the CPU and initialize anything special about it
 315  *
 316  */
 317 ENTRY(identify_cpu)
 318
 319         pushl   %ebx
 320
 321         /* Try to toggle alignment check flag; does not exist on 386. */
 322         pushfl
 323         popl    %eax
 324         movl    %eax,%ecx
 325         orl     $PSL_AC,%eax
 326         pushl   %eax
 327         popfl
 328         pushfl
 329         popl    %eax
 330         xorl    %ecx,%eax
 331         andl    $PSL_AC,%eax
 332         pushl   %ecx
 333         popfl
 334
 335         testl   %eax,%eax
 336         jnz     try486
 337
 338         /* NexGen CPU does not have alignment check flag. */
 339         pushfl
 340         movl    $0x5555, %eax
 341         xorl    %edx, %edx
 342         movl    $2, %ecx
 343         clc
 344         divl    %ecx
 345         jz      trynexgen
 346         popfl
 347         movl    $CPU_386,cpu
 348         jmp     3f
 349
 350 trynexgen:
 351         popfl
 352         movl    $CPU_NX586,cpu
 353         movl    $0x4778654e,cpu_vendor          # store vendor string
 354         movl    $0x72446e65,cpu_vendor+4
 355         movl    $0x6e657669,cpu_vendor+8
 356         movl    $0,cpu_vendor+12
 357         jmp     3f
 358
 359 try486: /* Try to toggle identification flag; does not exist on early 486s. */
 360         pushfl
 361         popl    %eax
 362         movl    %eax,%ecx
 363         xorl    $PSL_ID,%eax
 364         pushl   %eax
 365         popfl
 366         pushfl
 367         popl    %eax
 368         xorl    %ecx,%eax
 369         andl    $PSL_ID,%eax
 370         pushl   %ecx
 371         popfl
 372
 373         testl   %eax,%eax
 374         jnz     trycpuid
 375         movl    $CPU_486,cpu
 376
 377         /*
 378          * Check Cyrix CPU
 379          * Cyrix CPUs do not change the undefined flags following
 380          * execution of the divide instruction which divides 5 by 2.
 381          *
 382          * Note: CPUID is enabled on M2, so it passes another way.
 383          */
 384         pushfl
 385         movl    $0x5555, %eax
 386         xorl    %edx, %edx
 387         movl    $2, %ecx
 388         clc
 389         divl    %ecx
 390         jnc     trycyrix
 391         popfl
 392         jmp     3f              /* You may use Intel CPU. */
 393
 394 trycyrix:
 395         popfl
 396         /*
 397          * IBM Bluelighting CPU also doesn't change the undefined flags.
 398          * Because IBM doesn't disclose the information for Bluelighting
 399          * CPU, we couldn't distinguish it from Cyrix's (including IBM
 400          * brand of Cyrix CPUs).
 401          */
 402         movl    $0x69727943,cpu_vendor          # store vendor string
 403         movl    $0x736e4978,cpu_vendor+4
 404         movl    $0x64616574,cpu_vendor+8
 405         jmp     3f
 406
 407 trycpuid:       /* Use the `cpuid' instruction. */
 408         xorl    %eax,%eax
 409         cpuid                                   # cpuid 0
 410         movl    %eax,cpu_high                   # highest capability
 411         movl    %ebx,cpu_vendor                 # store vendor string
 412         movl    %edx,cpu_vendor+4
 413         movl    %ecx,cpu_vendor+8
 414         movb    $0,cpu_vendor+12
 415
 416         movl    $1,%eax
 417         cpuid                                   # cpuid 1
 418         movl    %eax,cpu_id                     # store cpu_id
 419         movl    %ebx,cpu_procinfo               # store cpu_procinfo
 420         movl    %edx,cpu_feature                # store cpu_feature
 421         movl    %ecx,cpu_feature2               # store cpu_feature2
 422         rorl    $8,%eax                         # extract family type
 423         andl    $15,%eax
 424         cmpl    $5,%eax
 425         jae     1f
 426
 427         /* less than Pentium; must be 486 */
 428         movl    $CPU_486,cpu
 429         jmp     3f
 430 1:
 431         /* a Pentium? */
 432         cmpl    $5,%eax
 433         jne     2f
 434         movl    $CPU_586,cpu
 435         jmp     3f
 436 2:
 437         /* Greater than Pentium...call it a Pentium Pro */
 438         movl    $CPU_686,cpu
 439 3:
 440         popl    %ebx
 441         ret
 442 END(identify_cpu)
 443
 444 #ifdef XENHVM
 445 /* Xen Hypercall page */
 446         .text
 447 .p2align PAGE_SHIFT, 0x90       /* Hypercall_page needs to be PAGE aligned */
 448
 449 ENTRY(hypercall_page)
 450         .skip   0x1000, 0x90    /* Fill with "nop"s */
 451 #endif