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