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: src/sys/i386/i386/mpboot.s,v 1.13.2.3 2000/09/07 01:18:26 tegge Exp $
  35  * $DragonFly: src/sys/i386/i386/Attic/mpboot.s,v 1.6 2003/11/18 05:52:26 dillon Exp $
  36  */
  37
  38 #include <machine/asmacros.h>           /* miscellaneous asm macros */
  39 #include <machine/apic.h>
  40 #include <machine/specialreg.h>
  41
  42 #include "assym.s"
  43
  44 /*
  45  * this code MUST be enabled here and in mp_machdep.c for debugging.
  46  * it follows the very early stages of AP boot by placing values in CMOS ram.
  47  * it NORMALLY will never be needed and thus the primitive method for enabling.
  48  *
  49  * WARNING!  DEFINING THIS OPTION MAY CAUSE THE CMOS CHECKSUM TO FAIL AND THE
  50  * BIOS MIGHT COMPLAIN.  ENABLE THIS OPTION FOR DEBUGGING THE BOOT PATH ONLY.
  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  * NOTE: %fs is not setup until the call to init_secondary()!
  76  */
  77         .p2align 4
  78
  79 NON_GPROF_ENTRY(MPentry)
  80         CHECKPOINT(0x36, $3)
  81         /* Now enable paging mode */
  82         movl    IdlePTD-KERNBASE, %eax
  83         movl    %eax,%cr3
  84         movl    %cr0,%eax
  85         orl     $CR0_PE|CR0_PG,%eax             /* enable paging */
  86         movl    %eax,%cr0                       /* let the games begin! */
  87
  88         movl    bootSTK,%esp                    /* boot stack end loc. */
  89         pushl   $mp_begin                       /* jump to high mem */
  90         NON_GPROF_RET
  91
  92         /*
  93          * Wait for the booting CPU to signal startup
  94          */
  95 mp_begin:       /* now running relocated at KERNBASE */
  96         CHECKPOINT(0x37, $4)
  97         call    init_secondary                  /* load i386 tables */
  98         CHECKPOINT(0x38, $5)
  99
 100         /*
 101          * If the [BSP] CPU has support for VME, turn it on.
 102          */
 103         testl   $CPUID_VME, cpu_feature         /* XXX WRONG! BSP! */
 104         jz      1f
 105         movl    %cr4, %eax
 106         orl     $CR4_VME, %eax
 107         movl    %eax, %cr4
 108 1:
 109
 110         /* disable the APIC, just to be SURE */
 111         movl    lapic_svr, %eax                 /* get spurious vector reg. */
 112         andl    $~APIC_SVR_SWEN, %eax           /* clear software enable bit */
 113         movl    %eax, lapic_svr
 114
 115         /* data returned to BSP */
 116         movl    lapic_ver, %eax                 /* our version reg contents */
 117         movl    %eax, cpu_apic_versions         /* into [ 0 ] */
 118
 119         CHECKPOINT(0x39, $6)
 120
 121         /*
 122          * Execute the context restore function for the idlethread which
 123          * has conveniently been set as curthread.  Remember, %eax must
 124          * contain the target thread and %ebx must contain the originating
 125          * thread (which we just set the same since we have no originating
 126          * thread).  BSP/AP synchronization occurs in ap_init().  We do
 127          * not need to mess with the BGL for this because LWKT threads are
 128          * self-contained on each cpu (or, at least, the idlethread is!).
 129          */
 130         movl    PCPU(curthread),%eax
 131         movl    %eax,%ebx
 132         movl    TD_SP(%eax),%esp
 133         ret
 134
 135 /*
 136  * This is the embedded trampoline or bootstrap that is
 137  * copied into 'real-mode' low memory, it is where the
 138  * secondary processor "wakes up". When it is executed
 139  * the processor will eventually jump into the routine
 140  * MPentry, which resides in normal kernel text above
 141  * 1Meg.                -jackv
 142  */
 143
 144         .data
 145         ALIGN_DATA                              /* just to be sure */
 146
 147 BOOTMP1:
 148
 149 NON_GPROF_ENTRY(bootMP)
 150         .code16
 151         cli
 152         CHECKPOINT(0x34, $1)
 153         /* First guarantee a 'clean slate' */
 154         xorl    %eax, %eax
 155         movl    %eax, %ebx
 156         movl    %eax, %ecx
 157         movl    %eax, %edx
 158         movl    %eax, %esi
 159         movl    %eax, %edi
 160
 161         /* set up data segments */
 162         mov     %cs, %ax
 163         mov     %ax, %ds
 164         mov     %ax, %es
 165         mov     %ax, %fs
 166         mov     %ax, %gs
 167         mov     %ax, %ss
 168         mov     $(boot_stk - bootMP), %esp
 169
 170         /* Now load the global descriptor table */
 171         lgdt    MP_GDTptr - bootMP
 172
 173         /* Enable protected mode */
 174         movl    %cr0, %eax
 175         orl     $CR0_PE, %eax
 176         movl    %eax, %cr0
 177
 178         /*
 179          * make intrasegment jump to flush the processor pipeline and
 180          * reload CS register
 181          */
 182         pushl   $0x18
 183         pushl   $(protmode - bootMP)
 184         lretl
 185
 186        .code32
 187 protmode:
 188         CHECKPOINT(0x35, $2)
 189
 190         /*
 191          * we are NOW running for the first time with %eip
 192          * having the full physical address, BUT we still
 193          * are using a segment descriptor with the origin
 194          * not matching the booting kernel.
 195          *
 196          * SO NOW... for the BIG Jump into kernel's segment
 197          * and physical text above 1 Meg.
 198          */
 199         mov     $0x10, %ebx
 200         movw    %bx, %ds
 201         movw    %bx, %es
 202         movw    %bx, %fs
 203         movw    %bx, %gs
 204         movw    %bx, %ss
 205
 206         .globl  bigJump
 207 bigJump:
 208         /* this will be modified by mpInstallTramp() */
 209         ljmp    $0x08, $0                       /* far jmp to MPentry() */
 210
 211 dead:   hlt /* We should never get here */
 212         jmp     dead
 213
 214 /*
 215  * MP boot strap Global Descriptor Table
 216  */
 217         .p2align 4
 218         .globl  MP_GDT
 219         .globl  bootCodeSeg
 220         .globl  bootDataSeg
 221 MP_GDT:
 222
 223 nulldesc:               /* offset = 0x0 */
 224
 225         .word   0x0
 226         .word   0x0
 227         .byte   0x0
 228         .byte   0x0
 229         .byte   0x0
 230         .byte   0x0
 231
 232 kernelcode:             /* offset = 0x08 */
 233
 234         .word   0xffff  /* segment limit 0..15 */
 235         .word   0x0000  /* segment base 0..15 */
 236         .byte   0x0     /* segment base 16..23; set for 0K */
 237         .byte   0x9f    /* flags; Type  */
 238         .byte   0xcf    /* flags; Limit */
 239         .byte   0x0     /* segment base 24..32 */
 240
 241 kerneldata:             /* offset = 0x10 */
 242
 243         .word   0xffff  /* segment limit 0..15 */
 244         .word   0x0000  /* segment base 0..15 */
 245         .byte   0x0     /* segment base 16..23; set for 0k */
 246         .byte   0x93    /* flags; Type  */
 247         .byte   0xcf    /* flags; Limit */
 248         .byte   0x0     /* segment base 24..32 */
 249
 250 bootcode:               /* offset = 0x18 */
 251
 252         .word   0xffff  /* segment limit 0..15 */
 253 bootCodeSeg:            /* this will be modified by mpInstallTramp() */
 254         .word   0x0000  /* segment base 0..15 */
 255         .byte   0x00    /* segment base 16...23; set for 0x000xx000 */
 256         .byte   0x9e    /* flags; Type  */
 257         .byte   0xcf    /* flags; Limit */
 258         .byte   0x0     /*segment base 24..32 */
 259
 260 bootdata:               /* offset = 0x20 */
 261
 262         .word   0xffff
 263 bootDataSeg:            /* this will be modified by mpInstallTramp() */
 264         .word   0x0000  /* segment base 0..15 */
 265         .byte   0x00    /* segment base 16...23; set for 0x000xx000 */
 266         .byte   0x92
 267         .byte   0xcf
 268         .byte   0x0
 269
 270 /*
 271  * GDT pointer for the lgdt call
 272  */
 273         .globl  mp_gdtbase
 274
 275 MP_GDTptr:
 276 mp_gdtlimit:
 277         .word   0x0028
 278 mp_gdtbase:             /* this will be modified by mpInstallTramp() */
 279         .long   0
 280
 281         .space  0x100   /* space for boot_stk - 1st temporary stack */
 282 boot_stk:
 283
 284 BOOTMP2:
 285         .globl  bootMP_size
 286 bootMP_size:
 287         .long   BOOTMP2 - BOOTMP1
 288