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  *      from: @(#)locore.s      7.3 (Berkeley) 5/13/91
  33  * $FreeBSD$
  34  *
  35  *              originally from: locore.s, by William F. Jolitz
  36  *
  37  *              Substantially rewritten by David Greenman, Rod Grimes,
  38  *                      Bruce Evans, Wolfgang Solfrank, Poul-Henning Kamp
  39  *                      and many others.
  40  */
  41
  42 #include "opt_bootp.h"
  43 #include "opt_nfsroot.h"
  44 #include "opt_pmap.h"
  45
  46 #include <sys/reboot.h>
  47
  48 #include <machine/asmacros.h>
  49 #include <machine/cputypes.h>
  50 #include <machine/psl.h>
  51 #include <machine/pmap.h>
  52 #include <machine/specialreg.h>
  53
  54 #include "assym.inc"
  55
  56 /*
  57  * PTmap is recursive pagemap at top of virtual address space.
  58  * Within PTmap, the page directory can be found (third indirection).
  59  */
  60         .globl  PTmap,PTD,PTDpde
  61         .set    PTmap,(PTDPTDI << PDRSHIFT)
  62         .set    PTD,PTmap + (PTDPTDI * PAGE_SIZE)
  63         .set    PTDpde,PTD + (PTDPTDI * PDESIZE)
  64
  65 /*
  66  * Compiled KERNBASE location and the kernel load address, now identical.
  67  */
  68         .globl  kernbase
  69         .set    kernbase,KERNBASE
  70         .globl  kernload
  71         .set    kernload,KERNLOAD
  72
  73 /*
  74  * Globals
  75  */
  76         .data
  77         ALIGN_DATA                      /* just to be sure */
  78
  79         .space  0x2000                  /* space for tmpstk - temporary stack */
  80 tmpstk:
  81
  82         .globl  bootinfo
  83 bootinfo:       .space  BOOTINFO_SIZE   /* bootinfo that we can handle */
  84
  85         .text
  86 /**********************************************************************
  87  *
  88  * This is where the bootblocks start us, set the ball rolling...
  89  *
  90  */
  91 NON_GPROF_ENTRY(btext)
  92
  93 /* Tell the bios to warmboot next time */
  94         movw    $0x1234,0x472
  95
  96 /* Set up a real frame in case the double return in newboot is executed. */
  97         xorl    %ebp,%ebp
  98         pushl   %ebp
  99         movl    %esp, %ebp
 100
 101 /* Don't trust what the BIOS gives for eflags. */
 102         pushl   $PSL_KERNEL
 103         popfl
 104
 105 /*
 106  * Don't trust what the BIOS gives for %fs and %gs.  Trust the bootstrap
 107  * to set %cs, %ds, %es and %ss.
 108  */
 109         mov     %ds, %ax
 110         mov     %ax, %fs
 111         mov     %ax, %gs
 112
 113 /*
 114  * Clear the bss.  Not all boot programs do it, and it is our job anyway.
 115  *
 116  * XXX we don't check that there is memory for our bss and page tables
 117  * before using it.
 118  *
 119  * Note: we must be careful to not overwrite an active gdt or idt.  They
 120  * inactive from now until we switch to new ones, since we don't load any
 121  * more segment registers or permit interrupts until after the switch.
 122  */
 123         movl    $end,%ecx
 124         movl    $edata,%edi
 125         subl    %edi,%ecx
 126         xorl    %eax,%eax
 127         cld
 128         rep
 129         stosb
 130
 131         call    recover_bootinfo
 132
 133 /* Get onto a stack that we can trust. */
 134 /*
 135  * XXX this step is delayed in case recover_bootinfo needs to return via
 136  * the old stack, but it need not be, since recover_bootinfo actually
 137  * returns via the old frame.
 138  */
 139         movl    $tmpstk,%esp
 140
 141         call    identify_cpu
 142         call    pmap_cold
 143
 144         /* set up bootstrap stack */
 145         movl    proc0kstack,%eax        /* location of in-kernel stack */
 146
 147         /*
 148          * Only use bottom page for init386().  init386() calculates the
 149          * PCB + FPU save area size and returns the true top of stack.
 150          */
 151         leal    PAGE_SIZE(%eax),%esp
 152
 153         xorl    %ebp,%ebp               /* mark end of frames */
 154
 155         pushl   physfree                /* value of first for init386(first) */
 156         call    init386                 /* wire 386 chip for unix operation */
 157
 158         /*
 159          * Clean up the stack in a way that db_numargs() understands, so
 160          * that backtraces in ddb don't underrun the stack.  Traps for
 161          * inaccessible memory are more fatal than usual this early.
 162          */
 163         addl    $4,%esp
 164
 165         /* Switch to true top of stack. */
 166         movl    %eax,%esp
 167
 168         call    mi_startup              /* autoconfiguration, mountroot etc */
 169         /* NOTREACHED */
 170         addl    $0,%esp                 /* for db_numargs() again */
 171
 172 /**********************************************************************
 173  *
 174  * Recover the bootinfo passed to us from the boot program
 175  *
 176  */
 177 recover_bootinfo:
 178         /*
 179          * This code is called in different ways depending on what loaded
 180          * and started the kernel.  This is used to detect how we get the
 181          * arguments from the other code and what we do with them.
 182          *
 183          * Old disk boot blocks:
 184          *      (*btext)(howto, bootdev, cyloffset, esym);
 185          *      [return address == 0, and can NOT be returned to]
 186          *      [cyloffset was not supported by the FreeBSD boot code
 187          *       and always passed in as 0]
 188          *      [esym is also known as total in the boot code, and
 189          *       was never properly supported by the FreeBSD boot code]
 190          *
 191          * Old diskless netboot code:
 192          *      (*btext)(0,0,0,0,&nfsdiskless,0,0,0);
 193          *      [return address != 0, and can NOT be returned to]
 194          *      If we are being booted by this code it will NOT work,
 195          *      so we are just going to halt if we find this case.
 196          *
 197          * New uniform boot code:
 198          *      (*btext)(howto, bootdev, 0, 0, 0, &bootinfo)
 199          *      [return address != 0, and can be returned to]
 200          *
 201          * There may seem to be a lot of wasted arguments in here, but
 202          * that is so the newer boot code can still load very old kernels
 203          * and old boot code can load new kernels.
 204          */
 205
 206         /*
 207          * The old style disk boot blocks fake a frame on the stack and
 208          * did an lret to get here.  The frame on the stack has a return
 209          * address of 0.
 210          */
 211         cmpl    $0,4(%ebp)
 212         je      olddiskboot
 213
 214         /*
 215          * We have some form of return address, so this is either the
 216          * old diskless netboot code, or the new uniform code.  That can
 217          * be detected by looking at the 5th argument, if it is 0
 218          * we are being booted by the new uniform boot code.
 219          */
 220         cmpl    $0,24(%ebp)
 221         je      newboot
 222
 223         /*
 224          * Seems we have been loaded by the old diskless boot code, we
 225          * don't stand a chance of running as the diskless structure
 226          * changed considerably between the two, so just halt.
 227          */
 228          hlt
 229
 230         /*
 231          * We have been loaded by the new uniform boot code.
 232          * Let's check the bootinfo version, and if we do not understand
 233          * it we return to the loader with a status of 1 to indicate this error
 234          */
 235 newboot:
 236         movl    28(%ebp),%ebx           /* &bootinfo.version */
 237         movl    BI_VERSION(%ebx),%eax
 238         cmpl    $1,%eax                 /* We only understand version 1 */
 239         je      1f
 240         movl    $1,%eax                 /* Return status */
 241         leave
 242         /*
 243          * XXX this returns to our caller's caller (as is required) since
 244          * we didn't set up a frame and our caller did.
 245          */
 246         ret
 247
 248 1:
 249         /*
 250          * If we have a kernelname copy it in
 251          */
 252         movl    BI_KERNELNAME(%ebx),%esi
 253         cmpl    $0,%esi
 254         je      2f                      /* No kernelname */
 255         movl    $MAXPATHLEN,%ecx        /* Brute force!!! */
 256         movl    $kernelname,%edi
 257         cmpb    $'/',(%esi)             /* Make sure it starts with a slash */
 258         je      1f
 259         movb    $'/',(%edi)
 260         incl    %edi
 261         decl    %ecx
 262 1:
 263         cld
 264         rep
 265         movsb
 266
 267 2:
 268         /*
 269          * Determine the size of the boot loader's copy of the bootinfo
 270          * struct.  This is impossible to do properly because old versions
 271          * of the struct don't contain a size field and there are 2 old
 272          * versions with the same version number.
 273          */
 274         movl    $BI_ENDCOMMON,%ecx      /* prepare for sizeless version */
 275         testl   $RB_BOOTINFO,8(%ebp)    /* bi_size (and bootinfo) valid? */
 276         je      got_bi_size             /* no, sizeless version */
 277         movl    BI_SIZE(%ebx),%ecx
 278 got_bi_size:
 279
 280         /*
 281          * Copy the common part of the bootinfo struct
 282          */
 283         movl    %ebx,%esi
 284         movl    $bootinfo,%edi
 285         cmpl    $BOOTINFO_SIZE,%ecx
 286         jbe     got_common_bi_size
 287         movl    $BOOTINFO_SIZE,%ecx
 288 got_common_bi_size:
 289         cld
 290         rep
 291         movsb
 292
 293 #ifdef NFS_ROOT
 294 #ifndef BOOTP_NFSV3
 295         /*
 296          * If we have a nfs_diskless structure copy it in
 297          */
 298         movl    BI_NFS_DISKLESS(%ebx),%esi
 299         cmpl    $0,%esi
 300         je      olddiskboot
 301         movl    $nfs_diskless,%edi
 302         movl    $NFSDISKLESS_SIZE,%ecx
 303         cld
 304         rep
 305         movsb
 306         movl    $nfs_diskless_valid,%edi
 307         movl    $1,(%edi)
 308 #endif
 309 #endif
 310
 311         /*
 312          * The old style disk boot.
 313          *      (*btext)(howto, bootdev, cyloffset, esym);
 314          * Note that the newer boot code just falls into here to pick
 315          * up howto and bootdev, cyloffset and esym are no longer used
 316          */
 317 olddiskboot:
 318         movl    8(%ebp),%eax
 319         movl    %eax,boothowto
 320         movl    12(%ebp),%eax
 321         movl    %eax,bootdev
 322
 323         ret
 324
 325
 326 /**********************************************************************
 327  *
 328  * Identify the CPU and initialize anything special about it
 329  *
 330  */
 331 identify_cpu:
 332
 333         /* Try to toggle alignment check flag; does not exist on 386. */
 334         pushfl
 335         popl    %eax
 336         movl    %eax,%ecx
 337         orl     $PSL_AC,%eax
 338         pushl   %eax
 339         popfl
 340         pushfl
 341         popl    %eax
 342         xorl    %ecx,%eax
 343         andl    $PSL_AC,%eax
 344         pushl   %ecx
 345         popfl
 346
 347         testl   %eax,%eax
 348         jnz     try486
 349
 350         /* NexGen CPU does not have aligment check flag. */
 351         pushfl
 352         movl    $0x5555, %eax
 353         xorl    %edx, %edx
 354         movl    $2, %ecx
 355         clc
 356         divl    %ecx
 357         jz      trynexgen
 358         popfl
 359         movl    $CPU_386,cpu
 360         jmp     3f
 361
 362 trynexgen:
 363         popfl
 364         movl    $CPU_NX586,cpu
 365         movl    $0x4778654e,cpu_vendor          # store vendor string
 366         movl    $0x72446e65,cpu_vendor+4
 367         movl    $0x6e657669,cpu_vendor+8
 368         movl    $0,cpu_vendor+12
 369         jmp     3f
 370
 371 try486: /* Try to toggle identification flag; does not exist on early 486s. */
 372         pushfl
 373         popl    %eax
 374         movl    %eax,%ecx
 375         xorl    $PSL_ID,%eax
 376         pushl   %eax
 377         popfl
 378         pushfl
 379         popl    %eax
 380         xorl    %ecx,%eax
 381         andl    $PSL_ID,%eax
 382         pushl   %ecx
 383         popfl
 384
 385         testl   %eax,%eax
 386         jnz     trycpuid
 387         movl    $CPU_486,cpu
 388
 389         /*
 390          * Check Cyrix CPU
 391          * Cyrix CPUs do not change the undefined flags following
 392          * execution of the divide instruction which divides 5 by 2.
 393          *
 394          * Note: CPUID is enabled on M2, so it passes another way.
 395          */
 396         pushfl
 397         movl    $0x5555, %eax
 398         xorl    %edx, %edx
 399         movl    $2, %ecx
 400         clc
 401         divl    %ecx
 402         jnc     trycyrix
 403         popfl
 404         jmp     3f              /* You may use Intel CPU. */
 405
 406 trycyrix:
 407         popfl
 408         /*
 409          * IBM Bluelighting CPU also doesn't change the undefined flags.
 410          * Because IBM doesn't disclose the information for Bluelighting
 411          * CPU, we couldn't distinguish it from Cyrix's (including IBM
 412          * brand of Cyrix CPUs).
 413          */
 414         movl    $0x69727943,cpu_vendor          # store vendor string
 415         movl    $0x736e4978,cpu_vendor+4
 416         movl    $0x64616574,cpu_vendor+8
 417         jmp     3f
 418
 419 trycpuid:       /* Use the `cpuid' instruction. */
 420         xorl    %eax,%eax
 421         cpuid                                   # cpuid 0
 422         movl    %eax,cpu_high                   # highest capability
 423         movl    %ebx,cpu_vendor                 # store vendor string
 424         movl    %edx,cpu_vendor+4
 425         movl    %ecx,cpu_vendor+8
 426         movb    $0,cpu_vendor+12
 427
 428         movl    $1,%eax
 429         cpuid                                   # cpuid 1
 430         movl    %eax,cpu_id                     # store cpu_id
 431         movl    %ebx,cpu_procinfo               # store cpu_procinfo
 432         movl    %edx,cpu_feature                # store cpu_feature
 433         movl    %ecx,cpu_feature2               # store cpu_feature2
 434         rorl    $8,%eax                         # extract family type
 435         andl    $15,%eax
 436         cmpl    $5,%eax
 437         jae     1f
 438
 439         /* less than Pentium; must be 486 */
 440         movl    $CPU_486,cpu
 441         jmp     3f
 442 1:
 443         /* a Pentium? */
 444         cmpl    $5,%eax
 445         jne     2f
 446         movl    $CPU_586,cpu
 447         jmp     3f
 448 2:
 449         /* Greater than Pentium...call it a Pentium Pro */
 450         movl    $CPU_686,cpu
 451 3:
 452         ret
 453
 454 #ifdef XENHVM
 455 /* Xen Hypercall page */
 456         .text
 457 .p2align PAGE_SHIFT, 0x90       /* Hypercall_page needs to be PAGE aligned */
 458
 459 NON_GPROF_ENTRY(hypercall_page)
 460         .skip   0x1000, 0x90    /* Fill with "nop"s */
 461 #endif