sys/i386/i386/mpboot.s

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1995, Jack F. Vogel
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by Jack F. Vogel
  16  * 4. The name of the developer may be used to endorse or promote products
  17  *    derived from this software without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  * mpboot.s:    FreeBSD machine support for the Intel MP Spec
  32  *              multiprocessor systems.
  33  *
  34  * $FreeBSD$
  35  */
  36
  37 #include "opt_pmap.h"
  38
  39 #include <machine/asmacros.h>           /* miscellaneous asm macros */
  40 #include <machine/apicreg.h>
  41 #include <machine/specialreg.h>
  42
  43 #include "assym.s"
  44
  45 #define R(x)    ((x)-KERNBASE)
  46
  47 /*
  48  * this code MUST be enabled here and in mp_machdep.c
  49  * it follows the very early stages of AP boot by placing values in CMOS ram.
  50  * it NORMALLY will never be needed and thus the primitive method for enabling.
  51  *
  52 #define CHECK_POINTS
  53  */
  54
  55 #if defined(CHECK_POINTS) && !defined(PC98)
  56
  57 #define CMOS_REG        (0x70)
  58 #define CMOS_DATA       (0x71)
  59
  60 #define CHECKPOINT(A,D)         \
  61         movb    $(A),%al ;      \
  62         outb    %al,$CMOS_REG ; \
  63         movb    $(D),%al ;      \
  64         outb    %al,$CMOS_DATA
  65
  66 #else
  67
  68 #define CHECKPOINT(A,D)
  69
  70 #endif /* CHECK_POINTS */
  71
  72
  73 /*
  74  * the APs enter here from their trampoline code (bootMP, below)
  75  */
  76         .p2align 4
  77
  78 NON_GPROF_ENTRY(MPentry)
  79         CHECKPOINT(0x36, 3)
  80         /*
  81          * Enable features on this processor.  We don't support SMP on
  82          * CPUs older than a Pentium, so we know that we can use the cpuid
  83          * instruction.
  84          */
  85         movl    $1,%eax
  86         cpuid                                   /* Retrieve features */
  87         movl    %cr4,%eax
  88 #ifndef DISABLE_PSE
  89         testl   $CPUID_PSE,%edx
  90         jz 1f
  91         orl     $CR4_PSE,%eax                   /* Enable PSE  */
  92 1:
  93 #endif
  94 #ifndef DISABLE_PG_G
  95         testl   $CPUID_PGE,%edx
  96         jz 1f
  97         orl     $CR4_PGE,%eax                   /* Enable PGE  */
  98 1:
  99 #endif
 100         testl   $CPUID_VME,%edx
 101         jz 1f
 102         orl     $CR4_VME,%eax                   /* Enable VME  */
 103 1:
 104         movl    %eax,%cr4
 105
 106         /* Now enable paging mode */
 107 #ifdef PAE
 108         movl    R(IdlePDPT), %eax
 109         movl    %eax, %cr3
 110         movl    %cr4, %eax
 111         orl     $CR4_PAE, %eax
 112         movl    %eax, %cr4
 113 #else
 114         movl    R(IdlePTD), %eax
 115         movl    %eax,%cr3
 116 #endif
 117         movl    %cr0,%eax
 118         orl     $CR0_PE|CR0_PG,%eax             /* enable paging */
 119         movl    %eax,%cr0                       /* let the games begin! */
 120         movl    bootSTK,%esp                    /* boot stack end loc. */
 121
 122         pushl   $mp_begin                       /* jump to high mem */
 123         ret
 124
 125         /*
 126          * Wait for the booting CPU to signal startup
 127          */
 128 mp_begin:       /* now running relocated at KERNBASE */
 129         CHECKPOINT(0x37, 4)
 130         call    init_secondary                  /* load i386 tables */
 131
 132 /*
 133  * This is the embedded trampoline or bootstrap that is
 134  * copied into 'real-mode' low memory, it is where the
 135  * secondary processor "wakes up". When it is executed
 136  * the processor will eventually jump into the routine
 137  * MPentry, which resides in normal kernel text above
 138  * 1Meg.                -jackv
 139  */
 140
 141         .data
 142         ALIGN_DATA                              /* just to be sure */
 143
 144 BOOTMP1:
 145
 146 NON_GPROF_ENTRY(bootMP)
 147         .code16
 148         cli
 149         CHECKPOINT(0x34, 1)
 150         /* First guarantee a 'clean slate' */
 151         xorl    %eax, %eax
 152         movl    %eax, %ebx
 153         movl    %eax, %ecx
 154         movl    %eax, %edx
 155         movl    %eax, %esi
 156         movl    %eax, %edi
 157
 158         /* set up data segments */
 159         mov     %cs, %ax
 160         mov     %ax, %ds
 161         mov     %ax, %es
 162         mov     %ax, %fs
 163         mov     %ax, %gs
 164         mov     %ax, %ss
 165         mov     $(boot_stk-bootMP), %esp
 166
 167         /* Now load the global descriptor table */
 168         lgdt    MP_GDTptr-bootMP
 169
 170         /* Enable protected mode */
 171         movl    %cr0, %eax
 172         orl     $CR0_PE, %eax
 173         movl    %eax, %cr0
 174
 175         /*
 176          * make intrasegment jump to flush the processor pipeline and
 177          * reload CS register
 178          */
 179         pushl   $0x18
 180         pushl   $(protmode-bootMP)
 181         lretl
 182
 183        .code32
 184 protmode:
 185         CHECKPOINT(0x35, 2)
 186
 187         /*
 188          * we are NOW running for the first time with %eip
 189          * having the full physical address, BUT we still
 190          * are using a segment descriptor with the origin
 191          * not matching the booting kernel.
 192          *
 193          * SO NOW... for the BIG Jump into kernel's segment
 194          * and physical text above 1 Meg.
 195          */
 196         mov     $0x10, %ebx
 197         movw    %bx, %ds
 198         movw    %bx, %es
 199         movw    %bx, %fs
 200         movw    %bx, %gs
 201         movw    %bx, %ss
 202
 203         .globl  bigJump
 204 bigJump:
 205         /* this will be modified by mpInstallTramp() */
 206         ljmp    $0x08, $0                       /* far jmp to MPentry() */
 207
 208 dead:   hlt /* We should never get here */
 209         jmp     dead
 210
 211 /*
 212  * MP boot strap Global Descriptor Table
 213  */
 214         .p2align 4
 215         .globl  MP_GDT
 216         .globl  bootCodeSeg
 217         .globl  bootDataSeg
 218 MP_GDT:
 219
 220 nulldesc:               /* offset = 0x0 */
 221
 222         .word   0x0
 223         .word   0x0
 224         .byte   0x0
 225         .byte   0x0
 226         .byte   0x0
 227         .byte   0x0
 228
 229 kernelcode:             /* offset = 0x08 */
 230
 231         .word   0xffff  /* segment limit 0..15 */
 232         .word   0x0000  /* segment base 0..15 */
 233         .byte   0x0     /* segment base 16..23; set for 0K */
 234         .byte   0x9f    /* flags; Type  */
 235         .byte   0xcf    /* flags; Limit */
 236         .byte   0x0     /* segment base 24..32 */
 237
 238 kerneldata:             /* offset = 0x10 */
 239
 240         .word   0xffff  /* segment limit 0..15 */
 241         .word   0x0000  /* segment base 0..15 */
 242         .byte   0x0     /* segment base 16..23; set for 0k */
 243         .byte   0x93    /* flags; Type  */
 244         .byte   0xcf    /* flags; Limit */
 245         .byte   0x0     /* segment base 24..32 */
 246
 247 bootcode:               /* offset = 0x18 */
 248
 249         .word   0xffff  /* segment limit 0..15 */
 250 bootCodeSeg:            /* this will be modified by mpInstallTramp() */
 251         .word   0x0000  /* segment base 0..15 */
 252         .byte   0x00    /* segment base 16...23; set for 0x000xx000 */
 253         .byte   0x9e    /* flags; Type  */
 254         .byte   0xcf    /* flags; Limit */
 255         .byte   0x0     /*segment base 24..32 */
 256
 257 bootdata:               /* offset = 0x20 */
 258
 259         .word   0xffff
 260 bootDataSeg:            /* this will be modified by mpInstallTramp() */
 261         .word   0x0000  /* segment base 0..15 */
 262         .byte   0x00    /* segment base 16...23; set for 0x000xx000 */
 263         .byte   0x92
 264         .byte   0xcf
 265         .byte   0x0
 266
 267 /*
 268  * GDT pointer for the lgdt call
 269  */
 270         .globl  mp_gdtbase
 271
 272 MP_GDTptr:
 273 mp_gdtlimit:
 274         .word   0x0028
 275 mp_gdtbase:             /* this will be modified by mpInstallTramp() */
 276         .long   0
 277
 278         .space  0x100   /* space for boot_stk - 1st temporary stack */
 279 boot_stk:
 280
 281 BOOTMP2:
 282         .globl  bootMP_size
 283 bootMP_size:
 284         .long   BOOTMP2 - BOOTMP1