kernel/arch/x86/entry.S

   1 // arch/x86/entry.S - x86 entry points (booting and traps)
   2 //
   3 // This software is copyright (c) 2006 Scott Wood.
   4 //
   5 // Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
   6 // this software and associated documentation files (the "Software"), to deal with
   7 // the Software without restriction, including without limitation the rights to
   8 // use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies
   9 // of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do
  10 // so, subject to the following condition:
  11 //
  12 // The above copyright notice and this permission notice shall be
  13 // included in all copies or substantial portions of the Software.
  14 //
  15 // THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  16 // IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS
  17 // FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL THE
  18 // CONTRIBUTORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  19 // LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  20 // OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS WITH THE
  21 // SOFTWARE.
  22
  23 #include <arch/addrs.h>
  24
  25         .org 0
  26         .code32
  27         .global _start
  28 .align  4
  29 multiboot_hdr:
  30         .long   0x1badb002              // Multi-boot magic
  31
  32         // Multi-boot flags:
  33         //  bit 0: 4KiB-align all boot modules
  34         //  bit 1: must include memory size and map
  35         //  bit 2: must include video mode table
  36         //  bit 16: load addresses in this header are valid
  37         //          and should be used instead of the ELF header
  38
  39         .long   0x00010003
  40
  41         // checksum: -(magic + flags), update if flags change
  42         .long   0xe4514ffb
  43
  44         .long   multiboot_hdr - KERNEL_START    // header_addr
  45         .long   0x00200000                      // load_addr
  46         .long   0                               // load_end_addr: load whole file
  47         .long   bss_end - KERNEL_START          // bss_end_addr
  48         .long   _start - KERNEL_START           // entry_addr
  49
  50 _start:
  51         cld
  52         lgdt    x86_gdtr_phys + 6 - KERNEL_START
  53         ljmp    $0x10, $using_our_gdt - KERNEL_START
  54
  55 using_our_gdt:
  56         movw    $0x08, %ax
  57         movw    %ax, %ds
  58         movw    %ax, %es
  59         movw    %ax, %fs
  60         movw    %ax, %gs
  61         movw    %ax, %ss
  62
  63         movl    %ebx, %esi              // Save the multiboot pointer somewhere
  64                                         // it won't be clobbered by CPUID
  65
  66         // This gives 512 bytes to Threads::Thread; if it gets larger
  67         // this needs to be updated (as well as the code at high_vaddr).
  68
  69         movl    $x86_init_stack + 3584 - KERNEL_START, %esp
  70
  71         // Test for CPUID
  72         pushfl
  73         popl    %eax
  74         movl    %eax, %ebx
  75         xorl    $0x00200000, %eax
  76         pushl   %eax
  77         popfl
  78         pushfl
  79         popl    %eax
  80         cmpl    %eax, %ebx
  81         je      no_pentium
  82
  83         // Test for Page Size Extensions
  84         xorl    %eax, %eax
  85         cpuid
  86         cmpl    $1, %eax
  87         jb      no_pentium
  88
  89         movl    $1, %eax
  90         cpuid
  91         btl     $3, %edx
  92         jnc     no_pentium
  93
  94         // enable PSE
  95         movl    %cr4, %eax
  96         btsl    $4, %eax
  97         movl    %eax, %cr4
  98
  99         // Load the initial page table
 100         movl    $x86_init_ptbl_l2 - KERNEL_START, %eax
 101         movl    %eax, %cr3
 102
 103         // enable paging, kernel write-protect,
 104         // and internal floating point error handling
 105         movl    %cr0, %eax
 106         orl     $0x80010020, %eax
 107         movl    %eax, %cr0
 108
 109         // Set up high page tables for 0x80000000 mapping,
 110
 111         movl    $0x87, x86_init_ptbl_l2 + 0x800 - KERNEL_START
 112         ljmp    $0x10, $paging_on - KERNEL_START
 113
 114 paging_on:
 115         lgdt    x86_gdtr + 6
 116         movl    %esi, x86_boot_info_phys
 117
 118         movl    $high_vaddr, %eax
 119         jmp     *%eax
 120
 121 high_vaddr:
 122         movl    $x86_init_stack + 3584, %esp
 123         jmp     start_kernel
 124
 125 no_multiboot:
 126         movl    $no_multiboot_str - KERNEL_START, %esi
 127         jmp     do_print
 128 no_pentium:
 129         movl    $no_pentium_str - KERNEL_START, %esi
 130 do_print:
 131         movl    $0xb8000, %edi
 132
 133         movb    (%esi), %al
 134         xorl    %ecx, %ecx
 135 1:      movb    %al, (%edi, %ecx, 2)
 136         movb    $14, 1(%edi, %ecx, 2)   // It's not at the cursor, so use
 137                                         // yellow to make it stand out.
 138         incl    %ecx
 139         movb    (%esi, %ecx), %al
 140         testb   %al, %al
 141         jnz     1b
 142
 143 2:      jmp     2b
 144
 145 no_pentium_str:
 146         .string "This kernel requires a Pentium-compatible CPU.  Either CPUID or PSE is missing."
 147
 148 no_multiboot_str:
 149         .string "Unrecognized bootloader; a multiboot-compliant loader is required."
 150
 151         .macro  pushvolatilesnoeax
 152         pushl   %ecx
 153         pushl   %edx
 154         .endm
 155
 156         .macro  pushvolatiles
 157         pushl   %eax
 158         pushvolatilesnoeax
 159         .endm
 160
 161         .macro  popvolatiles
 162         popl    %edx
 163         popl    %ecx
 164         popl    %eax
 165         .endm
 166
 167         // Non-volatile registers must be pushed if the handler will
 168         // need to access all of the interrupted code's registers,
 169         // such as when producing an error dump.  Does not include
 170         // edi, as that is usually swapped with the error code.
 171
 172         .macro  pushall
 173         pushl   %esi
 174         pushl   %ebp
 175         pushl   %esp
 176         pushl   %ebx
 177         pushl   %edx
 178         pushl   %ecx
 179         pushl   %eax
 180         .endm
 181
 182         .macro  pushallnoerr
 183         pushl   %edi
 184         pushall
 185         .endm
 186
 187         .macro  popall
 188         popl    %eax
 189         popl    %ecx
 190         popl    %edx
 191         popl    %ebx
 192         addl    $4, %esp
 193         popl    %ebp
 194         popl    %esi
 195         popl    %edi
 196         .endm
 197
 198         .global x86_diverr
 199 x86_diverr:
 200         pushallnoerr
 201
 202         pushl   %esp
 203         call    x86_do_diverr
 204         addl    $4, %esp
 205
 206         popall
 207         iret
 208
 209         .global x86_debug
 210 x86_debug:
 211         pushallnoerr
 212
 213         pushl   %esp
 214         call    x86_do_debug
 215         addl    $4, %esp
 216
 217         popall
 218         iret
 219
 220         .global x86_breakpoint
 221 x86_breakpoint:
 222         pushallnoerr
 223
 224         pushl   %esp
 225         call    x86_do_breakpoint
 226         addl    $4, %esp
 227
 228         popall
 229         iret
 230
 231         .global x86_invalid_insn
 232 x86_invalid_insn:
 233         pushallnoerr
 234
 235         pushl   %esp
 236         call    x86_do_invalid_insn
 237         addl    $4, %esp
 238
 239         popall
 240         iret
 241
 242         .global x86_gpf
 243 x86_gpf:
 244         xchgl   %edi, (%esp)    // get error code
 245         pushall
 246
 247         movl    %esp, %eax
 248         pushl   %edi
 249         pushl   %eax
 250         call    x86_do_gpf
 251         addl    $8, %esp
 252
 253         popall
 254         iret
 255
 256         .global x86_page_fault
 257 x86_page_fault:
 258         xchgl   %edi, (%esp)    // get error code
 259         pushall
 260
 261         movl    %esp, %ecx
 262         movl    %cr2, %eax
 263         pushl   %edi
 264         pushl   %eax
 265         pushl   %ecx
 266         call    x86_do_page_fault
 267         addl    $12, %esp
 268
 269         popall
 270         iret
 271
 272         .global x86_int99_entry
 273 x86_int99_entry:
 274         pushl   %edx
 275         pushl   4(%esp)
 276         pushl   %edx
 277         pushl   %ecx
 278         pushl   %eax
 279         call    invoke_method
 280         addl    $16, %esp
 281         xorl    %ecx, %ecx
 282         popl    %edx
 283         iret
 284
 285         .global x86_irq
 286 x86_irq:
 287         pushvolatilesnoeax
 288
 289         pushl   %eax
 290         call    x86_do_irq
 291         addl    $4, %esp
 292
 293         movl    need_resched, %eax
 294         testl   %eax, %eax
 295         jnz     x86_reschedule
 296
 297 x86_ret_irq:
 298         popvolatiles
 299         iret
 300
 301 x86_reschedule:
 302         // The cli is to make sure interrupts don't get re-enabled in
 303         // this thread context between the schedule and the ret from
 304         // IRQ.
 305
 306         cli
 307         call    schedule
 308         jmp     x86_ret_irq
 309
 310         .section ".irqs","x"
 311         .global x86_irqs
 312 x86_irqs:
 313         .text
 314
 315         .macro  irq from,to
 316 1:      pushl   %eax
 317         movl    $\from, %eax
 318         jmp     x86_irq
 319         .section ".irqs","x"
 320         .long   1b
 321         .text
 322         .if     \to-\from
 323         irq     (\from+1),\to
 324         .endif
 325         .endm
 326
 327         .macro  irq16 from,to
 328         irq     \from,(\from+15)
 329         .if     \to-\from
 330         irq16   (\from+16),\to
 331         .endif
 332         .endm
 333
 334         irq16   0,240
 335
 336         .global x86_new_thread
 337 x86_new_thread:
 338         xorl    %ebx, %ebx
 339         xorl    %ecx, %ecx
 340         xorl    %edx, %edx
 341         xorl    %ebp, %ebp
 342         xorl    %esi, %esi
 343         xorl    %edi, %edi
 344
 345         call    sched_new_thread
 346         pop     %eax
 347         call    *%eax
 348         call    exit_thread
 349         ud2a
 350
 351         .section ".roshared","x"
 352
 353         // The syscall pointer must be the first thing in roshared
 354         // (at vaddr 0x7fff0000), so that user code can make method
 355         // invocations to find out where other stuff is.
 356
 357         .global x86_syscall_ptr
 358 x86_syscall_ptr:
 359         .long   x86_shared_int99 - x86_syscall_ptr + 0x7fff0000
 360
 361         .global x86_shared_int99
 362 x86_shared_int99:
 363         int     $0x99
 364         // FIXME: search for exception handler
 365         ret