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 conditions:
  11 //
  12 //     * Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
  13 //       this list of conditions and the following disclaimers.
  14 //
  15 //     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
  16 //       this list of conditions and the following disclaimers in the
  17 //       documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18 //
  19 //     * The names of the Software's authors and/or contributors
  20 //       may not be used to endorse or promote products derived from
  21 //       this Software without specific prior written permission.
  22 //
  23 // THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  24 // IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS
  25 // FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL THE
  26 // CONTRIBUTORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  27 // LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  28 // OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS WITH THE
  29 // SOFTWARE.
  30
  31 #include <arch/addrs.h>
  32
  33         .org 0
  34         .code32
  35         .global _start
  36 .align  4
  37 multiboot_hdr:
  38         .long   0x1badb002              // Multi-boot magic
  39
  40         // Multi-boot flags:
  41         //  bit 0: 4KiB-align all boot modules
  42         //  bit 1: must include memory size and map
  43         //  bit 2: must include video mode table
  44         //  bit 16: load addresses in this header are valid
  45         //          and should be used instead of the ELF header
  46
  47         .long   0x00010003
  48
  49         // checksum: -(magic + flags), update if flags change
  50         .long   0xe4514ffb
  51
  52         .long   multiboot_hdr - KERNEL_START    // header_addr
  53         .long   0x00200000                      // load_addr
  54         .long   0                               // load_end_addr: load whole file
  55         .long   bss_end - KERNEL_START          // bss_end_addr
  56         .long   _start - KERNEL_START           // entry_addr
  57
  58 _start:
  59         cld
  60         lgdt    x86_gdtr_phys + 6 - KERNEL_START
  61         ljmp    $0x10, $using_our_gdt - KERNEL_START
  62
  63 using_our_gdt:
  64         movw    $0x08, %ax
  65         movw    %ax, %ds
  66         movw    %ax, %es
  67         movw    %ax, %fs
  68         movw    %ax, %gs
  69         movw    %ax, %ss
  70
  71         movl    %ebx, %esi              // Save the multiboot pointer somewhere
  72                                         // it won't be clobbered by CPUID
  73
  74         // This gives 512 bytes to Threads::Thread; if it gets larger
  75         // this needs to be updated (as well as the code at high_vaddr).
  76
  77         movl    $x86_init_stack + 3584 - KERNEL_START, %esp
  78
  79         // Test for CPUID
  80         pushfl
  81         popl    %eax
  82         movl    %eax, %ebx
  83         xorl    $0x00200000, %eax
  84         pushl   %eax
  85         popfl
  86         pushfl
  87         popl    %eax
  88         cmpl    %eax, %ebx
  89         je      no_pentium
  90
  91         // Test for Page Size Extensions
  92         xorl    %eax, %eax
  93         cpuid
  94         cmpl    $1, %eax
  95         jb      no_pentium
  96
  97         movl    $1, %eax
  98         cpuid
  99         btl     $3, %edx
 100         jnc     no_pentium
 101
 102         // enable PSE
 103         movl    %cr4, %eax
 104         btsl    $4, %eax
 105         movl    %eax, %cr4
 106
 107         // Load the initial page table
 108         movl    $x86_init_ptbl_l2 - KERNEL_START, %eax
 109         movl    %eax, %cr3
 110
 111         // enable paging, kernel write-protect,
 112         // and internal floating point error handling
 113         movl    %cr0, %eax
 114         orl     $0x80010020, %eax
 115         movl    %eax, %cr0
 116
 117         // Set up high page tables for 0x80000000 mapping,
 118
 119         movl    $0x87, x86_init_ptbl_l2 + 0x800 - KERNEL_START
 120         ljmp    $0x10, $paging_on - KERNEL_START
 121
 122 paging_on:
 123         lgdt    x86_gdtr + 6
 124         movl    %esi, x86_boot_info_phys
 125
 126         movl    $high_vaddr, %eax
 127         jmp     *%eax
 128
 129 high_vaddr:
 130         movl    $x86_init_stack + 3584, %esp
 131         jmp     start_kernel
 132
 133 no_multiboot:
 134         movl    $no_multiboot_str - KERNEL_START, %esi
 135         jmp     do_print
 136 no_pentium:
 137         movl    $no_pentium_str - KERNEL_START, %esi
 138 do_print:
 139         movl    $0xb8000, %edi
 140
 141         movb    (%esi), %al
 142         xorl    %ecx, %ecx
 143 1:      movb    %al, (%edi, %ecx, 2)
 144         movb    $14, 1(%edi, %ecx, 2)   // It's not at the cursor, so use
 145                                         // yellow to make it stand out.
 146         incl    %ecx
 147         movb    (%esi, %ecx), %al
 148         testb   %al, %al
 149         jnz     1b
 150
 151 2:      jmp     2b
 152
 153 no_pentium_str:
 154         .string "This kernel requires a Pentium-compatible CPU.  Either CPUID or PSE is missing."
 155
 156 no_multiboot_str:
 157         .string "Unrecognized bootloader; a multiboot-compliant loader is required."
 158
 159         .macro  pushvolatilesnoeax
 160         pushl   %ecx
 161         pushl   %edx
 162         .endm
 163
 164         .macro  pushvolatiles
 165         pushl   %eax
 166         pushvolatilesnoeax
 167         .endm
 168
 169         .macro  popvolatiles
 170         popl    %edx
 171         popl    %ecx
 172         popl    %eax
 173         .endm
 174
 175         // Non-volatile registers must be pushed if the handler will
 176         // need to access all of the interrupted code's registers,
 177         // such as when producing an error dump.  Does not include
 178         // edi, as that is usually swapped with the error code.
 179
 180         .macro  pushall
 181         pushl   %esi
 182         pushl   %ebp
 183         pushl   %esp
 184         pushl   %ebx
 185         pushl   %edx
 186         pushl   %ecx
 187         pushl   %eax
 188         .endm
 189
 190         .macro  pushallnoerr
 191         pushl   %edi
 192         pushall
 193         .endm
 194
 195         .macro  popall
 196         popl    %eax
 197         popl    %ecx
 198         popl    %edx
 199         popl    %ebx
 200         addl    $4, %esp
 201         popl    %ebp
 202         popl    %esi
 203         popl    %edi
 204         .endm
 205
 206         .global x86_diverr
 207 x86_diverr:
 208         pushallnoerr
 209
 210         pushl   %esp
 211         call    x86_do_diverr
 212         addl    $4, %esp
 213
 214         popall
 215         iret
 216
 217         .global x86_debug
 218 x86_debug:
 219         pushallnoerr
 220
 221         pushl   %esp
 222         call    x86_do_debug
 223         addl    $4, %esp
 224
 225         popall
 226         iret
 227
 228         .global x86_breakpoint
 229 x86_breakpoint:
 230         pushallnoerr
 231
 232         pushl   %esp
 233         call    x86_do_breakpoint
 234         addl    $4, %esp
 235
 236         popall
 237         iret
 238
 239         .global x86_invalid_insn
 240 x86_invalid_insn:
 241         pushallnoerr
 242
 243         pushl   %esp
 244         call    x86_do_invalid_insn
 245         addl    $4, %esp
 246
 247         popall
 248         iret
 249
 250         .global x86_gpf
 251 x86_gpf:
 252         xchgl   %edi, (%esp)    // get error code
 253         pushall
 254
 255         movl    %esp, %eax
 256         pushl   %edi
 257         pushl   %eax
 258         call    x86_do_gpf
 259         addl    $8, %esp
 260
 261         popall
 262         iret
 263
 264         .global x86_page_fault
 265 x86_page_fault:
 266         xchgl   %edi, (%esp)    // get error code
 267         pushall
 268
 269         movl    %esp, %ecx
 270         movl    %cr2, %eax
 271         pushl   %edi
 272         pushl   %eax
 273         pushl   %ecx
 274         call    x86_do_page_fault
 275         addl    $12, %esp
 276
 277         popall
 278         iret
 279
 280         .global x86_int99_entry
 281 x86_int99_entry:
 282         pushl   %edx
 283         pushl   4(%esp)
 284         pushl   %edx
 285         pushl   %ecx
 286         pushl   %eax
 287         call    invoke_method
 288         addl    $16, %esp
 289         xorl    %ecx, %ecx
 290         popl    %edx
 291         iret
 292
 293         .global x86_irq
 294 x86_irq:
 295         pushvolatilesnoeax
 296
 297         pushl   %eax
 298         call    x86_do_irq
 299         addl    $4, %esp
 300
 301         movl    need_resched, %eax
 302         testl   %eax, %eax
 303         jnz     x86_reschedule
 304
 305 x86_ret_irq:
 306         popvolatiles
 307         iret
 308
 309 x86_reschedule:
 310         // The cli is to make sure interrupts don't get re-enabled in
 311         // this thread context between the schedule and the ret from
 312         // IRQ.
 313
 314         cli
 315         call    schedule
 316         jmp     x86_ret_irq
 317
 318         .section ".irqs","x"
 319         .global x86_irqs
 320 x86_irqs:
 321         .text
 322
 323         .macro  irq from,to
 324 1:      pushl   %eax
 325         movl    $\from, %eax
 326         jmp     x86_irq
 327         .section ".irqs","x"
 328         .long   1b
 329         .text
 330         .if     \to-\from
 331         irq     (\from+1),\to
 332         .endif
 333         .endm
 334
 335         .macro  irq16 from,to
 336         irq     \from,(\from+15)
 337         .if     \to-\from
 338         irq16   (\from+16),\to
 339         .endif
 340         .endm
 341
 342         irq16   0,240
 343
 344         .global x86_new_thread
 345 x86_new_thread:
 346         xorl    %ebx, %ebx
 347         xorl    %ecx, %ecx
 348         xorl    %edx, %edx
 349         xorl    %ebp, %ebp
 350         xorl    %esi, %esi
 351         xorl    %edi, %edi
 352
 353         call    sched_new_thread
 354         pop     %eax
 355         call    *%eax
 356         call    exit_thread
 357         ud2a
 358
 359         .section ".roshared","x"
 360
 361         // The syscall pointer must be the first thing in roshared
 362         // (at vaddr 0x7fff0000), so that user code can make method
 363         // invocations to find out where other stuff is.
 364
 365         .global x86_syscall_ptr
 366 x86_syscall_ptr:
 367         .long   x86_shared_int99 - x86_syscall_ptr + 0x7fff0000
 368
 369         .global x86_shared_int99
 370 x86_shared_int99:
 371         int     $0x99
 372         // FIXME: search for exception handler
 373         ret