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  * 4. 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_compat.h"
  44 #include "opt_nfsroot.h"
  45 #include "opt_pmap.h"
  46
  47 #include <sys/syscall.h>
  48 #include <sys/reboot.h>
  49
  50 #include <machine/asmacros.h>
  51 #include <machine/cputypes.h>
  52 #include <machine/psl.h>
  53 #include <machine/pmap.h>
  54 #include <machine/specialreg.h>
  55
  56 #include "assym.s"
  57
  58 /*
  59  *      XXX
  60  *
  61  * Note: This version greatly munged to avoid various assembler errors
  62  * that may be fixed in newer versions of gas. Perhaps newer versions
  63  * will have more pleasant appearance.
  64  */
  65
  66 /*
  67  * PTmap is recursive pagemap at top of virtual address space.
  68  * Within PTmap, the page directory can be found (third indirection).
  69  */
  70         .globl  PTmap,PTD,PTDpde
  71         .set    PTmap,(PTDPTDI << PDRSHIFT)
  72         .set    PTD,PTmap + (PTDPTDI * PAGE_SIZE)
  73         .set    PTDpde,PTD + (PTDPTDI * PDESIZE)
  74
  75 /*
  76  * Compiled KERNBASE location and the kernel load address
  77  */
  78         .globl  kernbase
  79         .set    kernbase,KERNBASE
  80         .globl  kernload
  81         .set    kernload,KERNLOAD
  82
  83 /*
  84  * Globals
  85  */
  86         .data
  87         ALIGN_DATA                      /* just to be sure */
  88
  89         .space  0x2000                  /* space for tmpstk - temporary stack */
  90 tmpstk:
  91
  92         .globl  bootinfo
  93 bootinfo:       .space  BOOTINFO_SIZE   /* bootinfo that we can handle */
  94
  95                 .globl KERNend
  96 KERNend:        .long   0               /* phys addr end of kernel (just after bss) */
  97 physfree:       .long   0               /* phys addr of next free page */
  98
  99         .globl  IdlePTD
 100 IdlePTD:        .long   0               /* phys addr of kernel PTD */
 101
 102 #ifdef PAE
 103         .globl  IdlePDPT
 104 IdlePDPT:       .long   0               /* phys addr of kernel PDPT */
 105 #endif
 106
 107 #ifdef SMP
 108         .globl  KPTphys
 109 #endif
 110 KPTphys:        .long   0               /* phys addr of kernel page tables */
 111
 112         .globl  proc0kstack
 113 proc0uarea:     .long   0               /* address of proc 0 uarea (unused)*/
 114 proc0kstack:    .long   0               /* address of proc 0 kstack space */
 115 p0upa:          .long   0               /* phys addr of proc0 UAREA (unused) */
 116 p0kpa:          .long   0               /* phys addr of proc0's STACK */
 117
 118 vm86phystk:     .long   0               /* PA of vm86/bios stack */
 119
 120         .globl  vm86paddr, vm86pa
 121 vm86paddr:      .long   0               /* address of vm86 region */
 122 vm86pa:         .long   0               /* phys addr of vm86 region */
 123
 124 #ifdef PC98
 125         .globl  pc98_system_parameter
 126 pc98_system_parameter:
 127         .space  0x240
 128 #endif
 129
 130 /**********************************************************************
 131  *
 132  * Some handy macros
 133  *
 134  */
 135
 136 #define R(foo) ((foo)-KERNBASE)
 137
 138 #define ALLOCPAGES(foo) \
 139         movl    R(physfree), %esi ; \
 140         movl    $((foo)*PAGE_SIZE), %eax ; \
 141         addl    %esi, %eax ; \
 142         movl    %eax, R(physfree) ; \
 143         movl    %esi, %edi ; \
 144         movl    $((foo)*PAGE_SIZE),%ecx ; \
 145         xorl    %eax,%eax ; \
 146         cld ; \
 147         rep ; \
 148         stosb
 149
 150 /*
 151  * fillkpt
 152  *      eax = page frame address
 153  *      ebx = index into page table
 154  *      ecx = how many pages to map
 155  *      base = base address of page dir/table
 156  *      prot = protection bits
 157  */
 158 #define fillkpt(base, prot)               \
 159         shll    $PTESHIFT,%ebx          ; \
 160         addl    base,%ebx               ; \
 161         orl     $PG_V,%eax              ; \
 162         orl     prot,%eax               ; \
 163 1:      movl    %eax,(%ebx)             ; \
 164         addl    $PAGE_SIZE,%eax         ; /* increment physical address */ \
 165         addl    $PTESIZE,%ebx           ; /* next pte */ \
 166         loop    1b
 167
 168 /*
 169  * fillkptphys(prot)
 170  *      eax = physical address
 171  *      ecx = how many pages to map
 172  *      prot = protection bits
 173  */
 174 #define fillkptphys(prot)                 \
 175         movl    %eax, %ebx              ; \
 176         shrl    $PAGE_SHIFT, %ebx       ; \
 177         fillkpt(R(KPTphys), prot)
 178
 179         .text
 180 /**********************************************************************
 181  *
 182  * This is where the bootblocks start us, set the ball rolling...
 183  *
 184  */
 185 NON_GPROF_ENTRY(btext)
 186
 187 #ifdef PC98
 188         /* save SYSTEM PARAMETER for resume (NS/T or other) */
 189         movl    $0xa1400,%esi
 190         movl    $R(pc98_system_parameter),%edi
 191         movl    $0x0240,%ecx
 192         cld
 193         rep
 194         movsb
 195 #else   /* IBM-PC */
 196 /* Tell the bios to warmboot next time */
 197         movw    $0x1234,0x472
 198 #endif  /* PC98 */
 199
 200 /* Set up a real frame in case the double return in newboot is executed. */
 201         pushl   %ebp
 202         movl    %esp, %ebp
 203
 204 /* Don't trust what the BIOS gives for eflags. */
 205         pushl   $PSL_KERNEL
 206         popfl
 207
 208 /*
 209  * Don't trust what the BIOS gives for %fs and %gs.  Trust the bootstrap
 210  * to set %cs, %ds, %es and %ss.
 211  */
 212         mov     %ds, %ax
 213         mov     %ax, %fs
 214         mov     %ax, %gs
 215
 216 /*
 217  * Clear the bss.  Not all boot programs do it, and it is our job anyway.
 218  *
 219  * XXX we don't check that there is memory for our bss and page tables
 220  * before using it.
 221  *
 222  * Note: we must be careful to not overwrite an active gdt or idt.  They
 223  * inactive from now until we switch to new ones, since we don't load any
 224  * more segment registers or permit interrupts until after the switch.
 225  */
 226         movl    $R(end),%ecx
 227         movl    $R(edata),%edi
 228         subl    %edi,%ecx
 229         xorl    %eax,%eax
 230         cld
 231         rep
 232         stosb
 233
 234         call    recover_bootinfo
 235
 236 /* Get onto a stack that we can trust. */
 237 /*
 238  * XXX this step is delayed in case recover_bootinfo needs to return via
 239  * the old stack, but it need not be, since recover_bootinfo actually
 240  * returns via the old frame.
 241  */
 242         movl    $R(tmpstk),%esp
 243
 244 #ifdef PC98
 245         /* pc98_machine_type & M_EPSON_PC98 */
 246         testb   $0x02,R(pc98_system_parameter)+220
 247         jz      3f
 248         /* epson_machine_id <= 0x0b */
 249         cmpb    $0x0b,R(pc98_system_parameter)+224
 250         ja      3f
 251
 252         /* count up memory */
 253         movl    $0x100000,%eax          /* next, talley remaining memory */
 254         movl    $0xFFF-0x100,%ecx
 255 1:      movl    0(%eax),%ebx            /* save location to check */
 256         movl    $0xa55a5aa5,0(%eax)     /* write test pattern */
 257         cmpl    $0xa55a5aa5,0(%eax)     /* does not check yet for rollover */
 258         jne     2f
 259         movl    %ebx,0(%eax)            /* restore memory */
 260         addl    $PAGE_SIZE,%eax
 261         loop    1b
 262 2:      subl    $0x100000,%eax
 263         shrl    $17,%eax
 264         movb    %al,R(pc98_system_parameter)+1
 265 3:
 266
 267         movw    R(pc98_system_parameter+0x86),%ax
 268         movw    %ax,R(cpu_id)
 269 #endif
 270
 271         call    identify_cpu
 272         call    create_pagetables
 273
 274 /*
 275  * If the CPU has support for VME, turn it on.
 276  */
 277         testl   $CPUID_VME, R(cpu_feature)
 278         jz      1f
 279         movl    %cr4, %eax
 280         orl     $CR4_VME, %eax
 281         movl    %eax, %cr4
 282 1:
 283
 284 /* Now enable paging */
 285 #ifdef PAE
 286         movl    R(IdlePDPT), %eax
 287         movl    %eax, %cr3
 288         movl    %cr4, %eax
 289         orl     $CR4_PAE, %eax
 290         movl    %eax, %cr4
 291 #else
 292         movl    R(IdlePTD), %eax
 293         movl    %eax,%cr3               /* load ptd addr into mmu */
 294 #endif
 295         movl    %cr0,%eax               /* get control word */
 296         orl     $CR0_PE|CR0_PG,%eax     /* enable paging */
 297         movl    %eax,%cr0               /* and let's page NOW! */
 298
 299         pushl   $begin                  /* jump to high virtualized address */
 300         ret
 301
 302 /* now running relocated at KERNBASE where the system is linked to run */
 303 begin:
 304         /* set up bootstrap stack */
 305         movl    proc0kstack,%eax        /* location of in-kernel stack */
 306                         /* bootstrap stack end location */
 307         leal    (KSTACK_PAGES*PAGE_SIZE-PCB_SIZE)(%eax),%esp
 308
 309         xorl    %ebp,%ebp               /* mark end of frames */
 310
 311 #ifdef PAE
 312         movl    IdlePDPT,%esi
 313 #else
 314         movl    IdlePTD,%esi
 315 #endif
 316         movl    %esi,(KSTACK_PAGES*PAGE_SIZE-PCB_SIZE+PCB_CR3)(%eax)
 317
 318         pushl   physfree                /* value of first for init386(first) */
 319         call    init386                 /* wire 386 chip for unix operation */
 320
 321         /*
 322          * Clean up the stack in a way that db_numargs() understands, so
 323          * that backtraces in ddb don't underrun the stack.  Traps for
 324          * inaccessible memory are more fatal than usual this early.
 325          */
 326         addl    $4,%esp
 327
 328         call    mi_startup              /* autoconfiguration, mountroot etc */
 329         /* NOTREACHED */
 330         addl    $0,%esp                 /* for db_numargs() again */
 331
 332 /*
 333  * Signal trampoline, copied to top of user stack
 334  */
 335 NON_GPROF_ENTRY(sigcode)
 336         calll   *SIGF_HANDLER(%esp)
 337         leal    SIGF_UC(%esp),%eax      /* get ucontext */
 338         pushl   %eax
 339         testl   $PSL_VM,UC_EFLAGS(%eax)
 340         jne     1f
 341         movl    UC_GS(%eax),%gs         /* restore %gs */
 342 1:
 343         movl    $SYS_sigreturn,%eax
 344         pushl   %eax                    /* junk to fake return addr. */
 345         int     $0x80                   /* enter kernel with args */
 346                                         /* on stack */
 347 1:
 348         jmp     1b
 349
 350 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 351         ALIGN_TEXT
 352 freebsd4_sigcode:
 353         calll   *SIGF_HANDLER(%esp)
 354         leal    SIGF_UC4(%esp),%eax     /* get ucontext */
 355         pushl   %eax
 356         testl   $PSL_VM,UC4_EFLAGS(%eax)
 357         jne     1f
 358         movl    UC4_GS(%eax),%gs        /* restore %gs */
 359 1:
 360         movl    $344,%eax               /* 4.x SYS_sigreturn */
 361         pushl   %eax                    /* junk to fake return addr. */
 362         int     $0x80                   /* enter kernel with args */
 363                                         /* on stack */
 364 1:
 365         jmp     1b
 366 #endif
 367
 368 #ifdef COMPAT_43
 369         ALIGN_TEXT
 370 osigcode:
 371         call    *SIGF_HANDLER(%esp)     /* call signal handler */
 372         lea     SIGF_SC(%esp),%eax      /* get sigcontext */
 373         pushl   %eax
 374         testl   $PSL_VM,SC_PS(%eax)
 375         jne     9f
 376         movl    SC_GS(%eax),%gs         /* restore %gs */
 377 9:
 378         movl    $103,%eax               /* 3.x SYS_sigreturn */
 379         pushl   %eax                    /* junk to fake return addr. */
 380         int     $0x80                   /* enter kernel with args */
 381 0:      jmp     0b
 382 #endif /* COMPAT_43 */
 383
 384         ALIGN_TEXT
 385 esigcode:
 386
 387         .data
 388         .globl  szsigcode
 389 szsigcode:
 390         .long   esigcode-sigcode
 391 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 392         .globl  szfreebsd4_sigcode
 393 szfreebsd4_sigcode:
 394         .long   esigcode-freebsd4_sigcode
 395 #endif
 396 #ifdef COMPAT_43
 397         .globl  szosigcode
 398 szosigcode:
 399         .long   esigcode-osigcode
 400 #endif
 401         .text
 402
 403 /**********************************************************************
 404  *
 405  * Recover the bootinfo passed to us from the boot program
 406  *
 407  */
 408 recover_bootinfo:
 409         /*
 410          * This code is called in different ways depending on what loaded
 411          * and started the kernel.  This is used to detect how we get the
 412          * arguments from the other code and what we do with them.
 413          *
 414          * Old disk boot blocks:
 415          *      (*btext)(howto, bootdev, cyloffset, esym);
 416          *      [return address == 0, and can NOT be returned to]
 417          *      [cyloffset was not supported by the FreeBSD boot code
 418          *       and always passed in as 0]
 419          *      [esym is also known as total in the boot code, and
 420          *       was never properly supported by the FreeBSD boot code]
 421          *
 422          * Old diskless netboot code:
 423          *      (*btext)(0,0,0,0,&nfsdiskless,0,0,0);
 424          *      [return address != 0, and can NOT be returned to]
 425          *      If we are being booted by this code it will NOT work,
 426          *      so we are just going to halt if we find this case.
 427          *
 428          * New uniform boot code:
 429          *      (*btext)(howto, bootdev, 0, 0, 0, &bootinfo)
 430          *      [return address != 0, and can be returned to]
 431          *
 432          * There may seem to be a lot of wasted arguments in here, but
 433          * that is so the newer boot code can still load very old kernels
 434          * and old boot code can load new kernels.
 435          */
 436
 437         /*
 438          * The old style disk boot blocks fake a frame on the stack and
 439          * did an lret to get here.  The frame on the stack has a return
 440          * address of 0.
 441          */
 442         cmpl    $0,4(%ebp)
 443         je      olddiskboot
 444
 445         /*
 446          * We have some form of return address, so this is either the
 447          * old diskless netboot code, or the new uniform code.  That can
 448          * be detected by looking at the 5th argument, if it is 0
 449          * we are being booted by the new uniform boot code.
 450          */
 451         cmpl    $0,24(%ebp)
 452         je      newboot
 453
 454         /*
 455          * Seems we have been loaded by the old diskless boot code, we
 456          * don't stand a chance of running as the diskless structure
 457          * changed considerably between the two, so just halt.
 458          */
 459          hlt
 460
 461         /*
 462          * We have been loaded by the new uniform boot code.
 463          * Let's check the bootinfo version, and if we do not understand
 464          * it we return to the loader with a status of 1 to indicate this error
 465          */
 466 newboot:
 467         movl    28(%ebp),%ebx           /* &bootinfo.version */
 468         movl    BI_VERSION(%ebx),%eax
 469         cmpl    $1,%eax                 /* We only understand version 1 */
 470         je      1f
 471         movl    $1,%eax                 /* Return status */
 472         leave
 473         /*
 474          * XXX this returns to our caller's caller (as is required) since
 475          * we didn't set up a frame and our caller did.
 476          */
 477         ret
 478
 479 1:
 480         /*
 481          * If we have a kernelname copy it in
 482          */
 483         movl    BI_KERNELNAME(%ebx),%esi
 484         cmpl    $0,%esi
 485         je      2f                      /* No kernelname */
 486         movl    $MAXPATHLEN,%ecx        /* Brute force!!! */
 487         movl    $R(kernelname),%edi
 488         cmpb    $'/',(%esi)             /* Make sure it starts with a slash */
 489         je      1f
 490         movb    $'/',(%edi)
 491         incl    %edi
 492         decl    %ecx
 493 1:
 494         cld
 495         rep
 496         movsb
 497
 498 2:
 499         /*
 500          * Determine the size of the boot loader's copy of the bootinfo
 501          * struct.  This is impossible to do properly because old versions
 502          * of the struct don't contain a size field and there are 2 old
 503          * versions with the same version number.
 504          */
 505         movl    $BI_ENDCOMMON,%ecx      /* prepare for sizeless version */
 506         testl   $RB_BOOTINFO,8(%ebp)    /* bi_size (and bootinfo) valid? */
 507         je      got_bi_size             /* no, sizeless version */
 508         movl    BI_SIZE(%ebx),%ecx
 509 got_bi_size:
 510
 511         /*
 512          * Copy the common part of the bootinfo struct
 513          */
 514         movl    %ebx,%esi
 515         movl    $R(bootinfo),%edi
 516         cmpl    $BOOTINFO_SIZE,%ecx
 517         jbe     got_common_bi_size
 518         movl    $BOOTINFO_SIZE,%ecx
 519 got_common_bi_size:
 520         cld
 521         rep
 522         movsb
 523
 524 #ifdef NFS_ROOT
 525 #ifndef BOOTP_NFSV3
 526         /*
 527          * If we have a nfs_diskless structure copy it in
 528          */
 529         movl    BI_NFS_DISKLESS(%ebx),%esi
 530         cmpl    $0,%esi
 531         je      olddiskboot
 532         movl    $R(nfs_diskless),%edi
 533         movl    $NFSDISKLESS_SIZE,%ecx
 534         cld
 535         rep
 536         movsb
 537         movl    $R(nfs_diskless_valid),%edi
 538         movl    $1,(%edi)
 539 #endif
 540 #endif
 541
 542         /*
 543          * The old style disk boot.
 544          *      (*btext)(howto, bootdev, cyloffset, esym);
 545          * Note that the newer boot code just falls into here to pick
 546          * up howto and bootdev, cyloffset and esym are no longer used
 547          */
 548 olddiskboot:
 549         movl    8(%ebp),%eax
 550         movl    %eax,R(boothowto)
 551         movl    12(%ebp),%eax
 552         movl    %eax,R(bootdev)
 553
 554         ret
 555
 556
 557 /**********************************************************************
 558  *
 559  * Identify the CPU and initialize anything special about it
 560  *
 561  */
 562 identify_cpu:
 563
 564         /* Try to toggle alignment check flag; does not exist on 386. */
 565         pushfl
 566         popl    %eax
 567         movl    %eax,%ecx
 568         orl     $PSL_AC,%eax
 569         pushl   %eax
 570         popfl
 571         pushfl
 572         popl    %eax
 573         xorl    %ecx,%eax
 574         andl    $PSL_AC,%eax
 575         pushl   %ecx
 576         popfl
 577
 578         testl   %eax,%eax
 579         jnz     try486
 580
 581         /* NexGen CPU does not have aligment check flag. */
 582         pushfl
 583         movl    $0x5555, %eax
 584         xorl    %edx, %edx
 585         movl    $2, %ecx
 586         clc
 587         divl    %ecx
 588         jz      trynexgen
 589         popfl
 590         movl    $CPU_386,R(cpu)
 591         jmp     3f
 592
 593 trynexgen:
 594         popfl
 595         movl    $CPU_NX586,R(cpu)
 596         movl    $0x4778654e,R(cpu_vendor)       # store vendor string
 597         movl    $0x72446e65,R(cpu_vendor+4)
 598         movl    $0x6e657669,R(cpu_vendor+8)
 599         movl    $0,R(cpu_vendor+12)
 600         jmp     3f
 601
 602 try486: /* Try to toggle identification flag; does not exist on early 486s. */
 603         pushfl
 604         popl    %eax
 605         movl    %eax,%ecx
 606         xorl    $PSL_ID,%eax
 607         pushl   %eax
 608         popfl
 609         pushfl
 610         popl    %eax
 611         xorl    %ecx,%eax
 612         andl    $PSL_ID,%eax
 613         pushl   %ecx
 614         popfl
 615
 616         testl   %eax,%eax
 617         jnz     trycpuid
 618         movl    $CPU_486,R(cpu)
 619
 620         /*
 621          * Check Cyrix CPU
 622          * Cyrix CPUs do not change the undefined flags following
 623          * execution of the divide instruction which divides 5 by 2.
 624          *
 625          * Note: CPUID is enabled on M2, so it passes another way.
 626          */
 627         pushfl
 628         movl    $0x5555, %eax
 629         xorl    %edx, %edx
 630         movl    $2, %ecx
 631         clc
 632         divl    %ecx
 633         jnc     trycyrix
 634         popfl
 635         jmp     3f              /* You may use Intel CPU. */
 636
 637 trycyrix:
 638         popfl
 639         /*
 640          * IBM Bluelighting CPU also doesn't change the undefined flags.
 641          * Because IBM doesn't disclose the information for Bluelighting
 642          * CPU, we couldn't distinguish it from Cyrix's (including IBM
 643          * brand of Cyrix CPUs).
 644          */
 645         movl    $0x69727943,R(cpu_vendor)       # store vendor string
 646         movl    $0x736e4978,R(cpu_vendor+4)
 647         movl    $0x64616574,R(cpu_vendor+8)
 648         jmp     3f
 649
 650 trycpuid:       /* Use the `cpuid' instruction. */
 651         xorl    %eax,%eax
 652         cpuid                                   # cpuid 0
 653         movl    %eax,R(cpu_high)                # highest capability
 654         movl    %ebx,R(cpu_vendor)              # store vendor string
 655         movl    %edx,R(cpu_vendor+4)
 656         movl    %ecx,R(cpu_vendor+8)
 657         movb    $0,R(cpu_vendor+12)
 658
 659         movl    $1,%eax
 660         cpuid                                   # cpuid 1
 661         movl    %eax,R(cpu_id)                  # store cpu_id
 662         movl    %ebx,R(cpu_procinfo)            # store cpu_procinfo
 663         movl    %edx,R(cpu_feature)             # store cpu_feature
 664         movl    %ecx,R(cpu_feature2)            # store cpu_feature2
 665         rorl    $8,%eax                         # extract family type
 666         andl    $15,%eax
 667         cmpl    $5,%eax
 668         jae     1f
 669
 670         /* less than Pentium; must be 486 */
 671         movl    $CPU_486,R(cpu)
 672         jmp     3f
 673 1:
 674         /* a Pentium? */
 675         cmpl    $5,%eax
 676         jne     2f
 677         movl    $CPU_586,R(cpu)
 678         jmp     3f
 679 2:
 680         /* Greater than Pentium...call it a Pentium Pro */
 681         movl    $CPU_686,R(cpu)
 682 3:
 683         ret
 684
 685
 686 /**********************************************************************
 687  *
 688  * Create the first page directory and its page tables.
 689  *
 690  */
 691
 692 create_pagetables:
 693
 694 /* Find end of kernel image (rounded up to a page boundary). */
 695         movl    $R(_end),%esi
 696
 697 /* Include symbols, if any. */
 698         movl    R(bootinfo+BI_ESYMTAB),%edi
 699         testl   %edi,%edi
 700         je      over_symalloc
 701         movl    %edi,%esi
 702         movl    $KERNBASE,%edi
 703         addl    %edi,R(bootinfo+BI_SYMTAB)
 704         addl    %edi,R(bootinfo+BI_ESYMTAB)
 705 over_symalloc:
 706
 707 /* If we are told where the end of the kernel space is, believe it. */
 708         movl    R(bootinfo+BI_KERNEND),%edi
 709         testl   %edi,%edi
 710         je      no_kernend
 711         movl    %edi,%esi
 712 no_kernend:
 713
 714         addl    $PDRMASK,%esi           /* Play conservative for now, and */
 715         andl    $~PDRMASK,%esi          /*   ... wrap to next 4M. */
 716         movl    %esi,R(KERNend)         /* save end of kernel */
 717         movl    %esi,R(physfree)        /* next free page is at end of kernel */
 718
 719 /* Allocate Kernel Page Tables */
 720         ALLOCPAGES(NKPT)
 721         movl    %esi,R(KPTphys)
 722
 723 /* Allocate Page Table Directory */
 724 #ifdef PAE
 725         /* XXX only need 32 bytes (easier for now) */
 726         ALLOCPAGES(1)
 727         movl    %esi,R(IdlePDPT)
 728 #endif
 729         ALLOCPAGES(NPGPTD)
 730         movl    %esi,R(IdlePTD)
 731
 732 /* Allocate KSTACK */
 733         ALLOCPAGES(KSTACK_PAGES)
 734         movl    %esi,R(p0kpa)
 735         addl    $KERNBASE, %esi
 736         movl    %esi, R(proc0kstack)
 737
 738         ALLOCPAGES(1)                   /* vm86/bios stack */
 739         movl    %esi,R(vm86phystk)
 740
 741         ALLOCPAGES(3)                   /* pgtable + ext + IOPAGES */
 742         movl    %esi,R(vm86pa)
 743         addl    $KERNBASE, %esi
 744         movl    %esi, R(vm86paddr)
 745
 746 /*
 747  * Enable PSE and PGE.
 748  */
 749 #ifndef DISABLE_PSE
 750         testl   $CPUID_PSE, R(cpu_feature)
 751         jz      1f
 752         movl    $PG_PS, R(pseflag)
 753         movl    %cr4, %eax
 754         orl     $CR4_PSE, %eax
 755         movl    %eax, %cr4
 756 1:
 757 #endif
 758 #ifndef DISABLE_PG_G
 759         testl   $CPUID_PGE, R(cpu_feature)
 760         jz      2f
 761         movl    $PG_G, R(pgeflag)
 762         movl    %cr4, %eax
 763         orl     $CR4_PGE, %eax
 764         movl    %eax, %cr4
 765 2:
 766 #endif
 767
 768 /*
 769  * Initialize page table pages mapping physical address zero through the
 770  * end of the kernel.  All of the page table entries allow read and write
 771  * access.  Write access to the first physical page is required by bios32
 772  * calls, and write access to the first 1 MB of physical memory is required
 773  * by ACPI for implementing suspend and resume.  We do this even
 774  * if we've enabled PSE above, we'll just switch the corresponding kernel
 775  * PDEs before we turn on paging.
 776  *
 777  * XXX: We waste some pages here in the PSE case!  DON'T BLINDLY REMOVE
 778  * THIS!  SMP needs the page table to be there to map the kernel P==V.
 779  */
 780         xorl    %eax, %eax
 781         movl    R(KERNend),%ecx
 782         shrl    $PAGE_SHIFT,%ecx
 783         fillkptphys($PG_RW)
 784
 785 /* Map page directory. */
 786 #ifdef PAE
 787         movl    R(IdlePDPT), %eax
 788         movl    $1, %ecx
 789         fillkptphys($PG_RW)
 790 #endif
 791
 792         movl    R(IdlePTD), %eax
 793         movl    $NPGPTD, %ecx
 794         fillkptphys($PG_RW)
 795
 796 /* Map proc0's KSTACK in the physical way ... */
 797         movl    R(p0kpa), %eax
 798         movl    $(KSTACK_PAGES), %ecx
 799         fillkptphys($PG_RW)
 800
 801 /* Map ISA hole */
 802         movl    $ISA_HOLE_START, %eax
 803         movl    $ISA_HOLE_LENGTH>>PAGE_SHIFT, %ecx
 804         fillkptphys($PG_RW)
 805
 806 /* Map space for the vm86 region */
 807         movl    R(vm86phystk), %eax
 808         movl    $4, %ecx
 809         fillkptphys($PG_RW)
 810
 811 /* Map page 0 into the vm86 page table */
 812         movl    $0, %eax
 813         movl    $0, %ebx
 814         movl    $1, %ecx
 815         fillkpt(R(vm86pa), $PG_RW|PG_U)
 816
 817 /* ...likewise for the ISA hole */
 818         movl    $ISA_HOLE_START, %eax
 819         movl    $ISA_HOLE_START>>PAGE_SHIFT, %ebx
 820         movl    $ISA_HOLE_LENGTH>>PAGE_SHIFT, %ecx
 821         fillkpt(R(vm86pa), $PG_RW|PG_U)
 822
 823 /*
 824  * Create an identity mapping for low physical memory, including the kernel.
 825  * The part of this mapping that covers the first 1 MB of physical memory
 826  * becomes a permanent part of the kernel's address space.  The rest of this
 827  * mapping is destroyed in pmap_bootstrap().  Ordinarily, the same page table
 828  * pages are shared by the identity mapping and the kernel's native mapping.
 829  * However, the permanent identity mapping cannot contain PG_G mappings.
 830  * Thus, if the kernel is loaded within the permanent identity mapping, that
 831  * page table page must be duplicated and not shared.
 832  *
 833  * N.B. Due to errata concerning large pages and physical address zero,
 834  * a PG_PS mapping is not used.
 835  */
 836         movl    R(KPTphys), %eax
 837         xorl    %ebx, %ebx
 838         movl    $NKPT, %ecx
 839         fillkpt(R(IdlePTD), $PG_RW)
 840 #if KERNLOAD < (1 << PDRSHIFT)
 841         testl   $PG_G, R(pgeflag)
 842         jz      1f
 843         ALLOCPAGES(1)
 844         movl    %esi, %edi
 845         movl    R(IdlePTD), %eax
 846         movl    (%eax), %esi
 847         movl    %edi, (%eax)
 848         movl    $PAGE_SIZE, %ecx
 849         cld
 850         rep
 851         movsb
 852 1:
 853 #endif
 854
 855 /*
 856  * For the non-PSE case, install PDEs for PTs covering the KVA.
 857  * For the PSE case, do the same, but clobber the ones corresponding
 858  * to the kernel (from btext to KERNend) with 4M (2M for PAE) ('PS')
 859  * PDEs immediately after.
 860  */
 861         movl    R(KPTphys), %eax
 862         movl    $KPTDI, %ebx
 863         movl    $NKPT, %ecx
 864         fillkpt(R(IdlePTD), $PG_RW)
 865         cmpl    $0,R(pseflag)
 866         je      done_pde
 867
 868         movl    R(KERNend), %ecx
 869         movl    $KERNLOAD, %eax
 870         subl    %eax, %ecx
 871         shrl    $PDRSHIFT, %ecx
 872         movl    $(KPTDI+(KERNLOAD/(1 << PDRSHIFT))), %ebx
 873         shll    $PDESHIFT, %ebx
 874         addl    R(IdlePTD), %ebx
 875         orl     $(PG_V|PG_RW|PG_PS), %eax
 876 1:      movl    %eax, (%ebx)
 877         addl    $(1 << PDRSHIFT), %eax
 878         addl    $PDESIZE, %ebx
 879         loop    1b
 880
 881 done_pde:
 882 /* install a pde recursively mapping page directory as a page table */
 883         movl    R(IdlePTD), %eax
 884         movl    $PTDPTDI, %ebx
 885         movl    $NPGPTD,%ecx
 886         fillkpt(R(IdlePTD), $PG_RW)
 887
 888 #ifdef PAE
 889         movl    R(IdlePTD), %eax
 890         xorl    %ebx, %ebx
 891         movl    $NPGPTD, %ecx
 892         fillkpt(R(IdlePDPT), $0x0)
 893 #endif
 894
 895         ret