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