x86: bios: Synchronize stack between real and protected mode
[oweals/u-boot.git] / arch / x86 / cpu / start16.S
1 /*
2  *  U-Boot - x86 Startup Code
3  *
4  * (C) Copyright 2008-2011
5  * Graeme Russ, <graeme.russ@gmail.com>
6  *
7  * (C) Copyright 2002,2003
8  * Daniel Engström, Omicron Ceti AB, <daniel@omicron.se>
9  *
10  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
11  */
12
13 #include <asm/global_data.h>
14 #include <asm/processor-flags.h>
15
16 #define BOOT_SEG        0xffff0000      /* linear segment of boot code */
17 #define a32             .byte 0x67;
18 #define o32             .byte 0x66;
19
20 .section .start16, "ax"
21 .code16
22 .globl start16
23 start16:
24         /* Save BIST */
25         movl    %eax, %ecx
26
27         /* Set the Cold Boot / Hard Reset flag */
28         movl    $GD_FLG_COLD_BOOT, %ebx
29
30         xorl    %eax, %eax
31         movl    %eax, %cr3      /* Invalidate TLB */
32
33         /* Turn off cache (this might require a 486-class CPU) */
34         movl    %cr0, %eax
35         orl     $(X86_CR0_NW | X86_CR0_CD), %eax
36         movl    %eax, %cr0
37         wbinvd
38
39         /* load the temporary Global Descriptor Table */
40 o32 cs  lidt    idt_ptr
41 o32 cs  lgdt    gdt_ptr
42
43         /* Now, we enter protected mode */
44         movl    %cr0, %eax
45         orl     $X86_CR0_PE, %eax
46         movl    %eax, %cr0
47
48         /* Flush the prefetch queue */
49         jmp     ff
50 ff:
51
52         /* Finally restore BIST and jump to the 32-bit initialization code */
53         movw    $code32start, %ax
54         movw    %ax, %bp
55         movl    %ecx, %eax
56 o32 cs  ljmp    *(%bp)
57
58         /* 48-bit far pointer */
59 code32start:
60         .long   _start          /* offset */
61         .word   0x10            /* segment */
62
63 idt_ptr:
64         .word   0               /* limit */
65         .long   0               /* base */
66
67         /*
68          * The following Global Descriptor Table is just enough to get us into
69          * 'Flat Protected Mode' - It will be discarded as soon as the final
70          * GDT is setup in a safe location in RAM
71          */
72 gdt_ptr:
73         .word   0x1f            /* limit (31 bytes = 4 GDT entries - 1) */
74         .long   BOOT_SEG + gdt_rom      /* base */
75
76         /* Some CPUs are picky about GDT alignment... */
77         .align  16
78 .globl gdt_rom
79 gdt_rom:
80         /*
81          * The GDT table ...
82          *
83          *       Selector       Type
84          *       0x00           NULL
85          *       0x08           Unused
86          *       0x10           32bit code
87          *       0x18           32bit data/stack
88          */
89         /* The NULL Desciptor - Mandatory */
90         .word   0x0000          /* limit_low */
91         .word   0x0000          /* base_low */
92         .byte   0x00            /* base_middle */
93         .byte   0x00            /* access */
94         .byte   0x00            /* flags + limit_high */
95         .byte   0x00            /* base_high */
96
97         /* Unused Desciptor - (matches Linux) */
98         .word   0x0000          /* limit_low */
99         .word   0x0000          /* base_low */
100         .byte   0x00            /* base_middle */
101         .byte   0x00            /* access */
102         .byte   0x00            /* flags + limit_high */
103         .byte   0x00            /* base_high */
104
105         /*
106          * The Code Segment Descriptor:
107          * - Base   = 0x00000000
108          * - Size   = 4GB
109          * - Access = Present, Ring 0, Exec (Code), Readable
110          * - Flags  = 4kB Granularity, 32-bit
111          */
112         .word   0xffff          /* limit_low */
113         .word   0x0000          /* base_low */
114         .byte   0x00            /* base_middle */
115         .byte   0x9b            /* access */
116         .byte   0xcf            /* flags + limit_high */
117         .byte   0x00            /* base_high */
118
119         /*
120          * The Data Segment Descriptor:
121          * - Base   = 0x00000000
122          * - Size   = 4GB
123          * - Access = Present, Ring 0, Non-Exec (Data), Writable
124          * - Flags  = 4kB Granularity, 32-bit
125          */
126         .word   0xffff          /* limit_low */
127         .word   0x0000          /* base_low */
128         .byte   0x00            /* base_middle */
129         .byte   0x93            /* access */
130         .byte   0xcf            /* flags + limit_high */
131         .byte   0x00            /* base_high */