src/biosvar.h

   1 // Variable layouts of bios.
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
   4 //
   5 // This file may be distributed under the terms of the GNU GPLv3 license.
   6 #ifndef __BIOSVAR_H
   7 #define __BIOSVAR_H
   8
   9 #include "types.h" // u8
  10 #include "farptr.h" // SET_SEG
  11 #include "config.h" // CONFIG_*
  12
  13
  14 /****************************************************************
  15  * Bios Data Area (BDA)
  16  ****************************************************************/
  17
  18 struct ivec {
  19     u16 offset;
  20     u16 seg;
  21 };
  22
  23 struct bios_data_area_s {
  24     // 00:00
  25     struct ivec ivecs[256];
  26     // 30:00
  27 //    u8 stack[256];
  28     // 40:00
  29     u16 port_com[4];
  30     u16 port_lpt[3];
  31     u16 ebda_seg;
  32     // 40:10
  33     u16 equipment_list_flags;
  34     u8 pad1;
  35     u16 mem_size_kb;
  36     u8 pad2;
  37     u8 ps2_ctrl_flag;
  38     u8 kbd_flag0;
  39     u8 kbd_flag1;
  40     u8 alt_keypad;
  41     u16 kbd_buf_head;
  42     u16 kbd_buf_tail;
  43     // 40:1e
  44     u8 kbd_buf[32];
  45     u8 floppy_recalibration_status;
  46     u8 floppy_motor_status;
  47     // 40:40
  48     u8 floppy_motor_counter;
  49     u8 floppy_last_status;
  50     u8 floppy_return_status[7];
  51     u8 other_49[0x7];
  52     // 40:50
  53     u8 other_50[0x10];
  54     // 40:60
  55     u8 other_60[0x7];
  56     u32 jump_cs_ip;
  57     u8 dummy;
  58     u32 timer_counter;
  59     // 40:70
  60     u8 timer_rollover;
  61     u8 break_flag;
  62     u16 soft_reset_flag;
  63     u8 disk_last_status;
  64     u8 disk_count;
  65     u8 disk_control_byte;
  66     u8 port_disk;
  67     u8 lpt_timeout[4];
  68     u8 com_timeout[4];
  69     // 40:80
  70     u16 kbd_buf_start_offset;
  71     u16 kbd_buf_end_offset;
  72     u8 other_84[7];
  73     u8 floppy_last_data_rate;
  74     u8 disk_status_controller;
  75     u8 disk_error_controller;
  76     u8 disk_interrupt_flag;
  77     u8 floppy_harddisk_info;
  78     // 40:90
  79     u8 floppy_media_state[4];
  80     u8 floppy_track0;
  81     u8 floppy_track1;
  82     u8 kbd_mode;
  83     u8 kbd_led;
  84     u32 ptr_user_wait_complete_flag;
  85     u32 user_wait_timeout;
  86     // 40:A0
  87     u8 rtc_wait_flag;
  88 } PACKED;
  89
  90 // BDA floppy_recalibration_status bitdefs
  91 #define FRS_TIMEOUT (1<<7)
  92
  93 // BDA rtc_wait_flag bitdefs
  94 #define RWS_WAIT_PENDING (1<<0)
  95 #define RWS_WAIT_ELAPSED (1<<7)
  96
  97 // BDA floppy_media_state bitdefs
  98 #define FMS_DRIVE_STATE_MASK        (0x07)
  99 #define FMS_MEDIA_DRIVE_ESTABLISHED (1<<4)
 100 #define FMS_DOUBLE_STEPPING         (1<<5)
 101 #define FMS_DATA_RATE_MASK          (0xc0)
 102
 103 // Accessor functions
 104 #define GET_BDA(var) \
 105     GET_FARVAR(SEG_BDA, ((struct bios_data_area_s *)0)->var)
 106 #define SET_BDA(var, val) \
 107     SET_FARVAR(SEG_BDA, ((struct bios_data_area_s *)0)->var, (val))
 108 #define CLEARBITS_BDA(var, val) do {                                    \
 109         typeof(((struct bios_data_area_s *)0)->var) __val = GET_BDA(var); \
 110         SET_BDA(var, (__val & ~(val)));                                 \
 111     } while (0)
 112 #define SETBITS_BDA(var, val) do {                                      \
 113         typeof(((struct bios_data_area_s *)0)->var) __val = GET_BDA(var); \
 114         SET_BDA(var, (__val | (val)));                                  \
 115     } while (0)
 116
 117
 118 /****************************************************************
 119  * Hard drive info
 120  ****************************************************************/
 121
 122 struct chs_s {
 123     u16 heads;      // # heads
 124     u16 cylinders;  // # cylinders
 125     u16 spt;        // # sectors / track
 126 };
 127
 128 // DPTE definition
 129 struct dpte_s {
 130     u16 iobase1;
 131     u16 iobase2;
 132     u8  prefix;
 133     u8  unused;
 134     u8  irq;
 135     u8  blkcount;
 136     u8  dma;
 137     u8  pio;
 138     u16 options;
 139     u16 reserved;
 140     u8  revision;
 141     u8  checksum;
 142 };
 143
 144 struct ata_channel_s {
 145     u8  iface;        // ISA or PCI
 146     u16 iobase1;      // IO Base 1
 147     u16 iobase2;      // IO Base 2
 148     u8  irq;          // IRQ
 149 };
 150
 151 struct ata_device_s {
 152     u8  type;         // Detected type of ata (ata/atapi/none/unknown)
 153     u8  device;       // Detected type of attached devices (hd/cd/none)
 154     u8  removable;    // Removable device flag
 155     u8  lock;         // Locks for removable devices
 156     u8  mode;         // transfer mode : PIO 16/32 bits - IRQ - ISADMA - PCIDMA
 157     u16 blksize;      // block size
 158
 159     u8  translation;  // type of translation
 160     struct chs_s  lchs;         // Logical CHS
 161     struct chs_s  pchs;         // Physical CHS
 162
 163     u64 sectors;      // Total sectors count
 164 };
 165
 166 struct ata_s {
 167     // ATA channels info
 168     struct ata_channel_s channels[CONFIG_MAX_ATA_INTERFACES];
 169
 170     // ATA devices info
 171     struct ata_device_s  devices[CONFIG_MAX_ATA_DEVICES];
 172     //
 173     // map between bios hd/cd id and ata channels
 174     u8 hdcount, cdcount;
 175     u8 idmap[2][CONFIG_MAX_ATA_DEVICES];
 176
 177     // Buffer for DPTE table
 178     struct dpte_s dpte;
 179
 180     // Count of transferred sectors and bytes
 181     u16 trsfsectors;
 182 };
 183
 184 // ElTorito Device Emulation data
 185 struct cdemu_s {
 186     u8  active;
 187     u8  media;
 188     u8  emulated_drive;
 189     u8  controller_index;
 190     u16 device_spec;
 191     u32 ilba;
 192     u16 buffer_segment;
 193     u16 load_segment;
 194     u16 sector_count;
 195
 196     // Virtual device
 197     struct chs_s  vdevice;
 198 };
 199
 200
 201 /****************************************************************
 202  * Initial Program Load (IPL)
 203  ****************************************************************/
 204
 205 struct ipl_entry_s {
 206     u16 type;
 207     u16 flags;
 208     u32 vector;
 209     u32 description;
 210 };
 211
 212 struct ipl_s {
 213     struct ipl_entry_s table[8];
 214     u16 count;
 215     u16 sequence;
 216     u32 bootorder;
 217     u8 checkfloppysig;
 218 };
 219
 220 #define IPL_TYPE_FLOPPY      0x01
 221 #define IPL_TYPE_HARDDISK    0x02
 222 #define IPL_TYPE_CDROM       0x03
 223 #define IPL_TYPE_BEV         0x80
 224
 225
 226 /****************************************************************
 227  * Extended Bios Data Area (EBDA)
 228  ****************************************************************/
 229
 230 struct fdpt_s {
 231     u16 cylinders;
 232     u8 heads;
 233     u8 a0h_signature;
 234     u8 phys_sectors;
 235     u16 precompensation;
 236     u8 reserved;
 237     u8 drive_control_byte;
 238     u16 phys_cylinders;
 239     u8 phys_heads;
 240     u16 landing_zone;
 241     u8 sectors;
 242     u8 checksum;
 243 } PACKED;
 244
 245 struct extended_bios_data_area_s {
 246     u8 size;
 247     u8 reserved1[0x21];
 248     u32 far_call_pointer;
 249     u8 mouse_flag1;
 250     u8 mouse_flag2;
 251     u8 mouse_data[0x08];
 252     // 0x30
 253     u8 other1[0x0d];
 254
 255     // 0x3d
 256     struct fdpt_s fdpt[2];
 257
 258     // 0x5d
 259     u8 other2[0xC4];
 260
 261     // Physical memory available.
 262     u32 ram_size;
 263     u16 e820_count;
 264     u32 e820_loc;
 265     u32 pir_loc;
 266
 267     // ATA Driver data
 268     struct ata_s   ata;
 269
 270     // El Torito Emulation data
 271     struct cdemu_s cdemu;
 272
 273     // Initial program load
 274     struct ipl_s ipl;
 275 } PACKED;
 276
 277 // Accessor functions
 278 #define GET_EBDA(var) \
 279     GET_FARVAR(SEG_EBDA, ((struct extended_bios_data_area_s *)0)->var)
 280 #define SET_EBDA(var, val) \
 281     SET_FARVAR(SEG_EBDA, ((struct extended_bios_data_area_s *)0)->var, (val))
 282
 283
 284 /****************************************************************
 285  * Registers saved/restored in romlayout.S
 286  ****************************************************************/
 287
 288 #define UREG(ER, R, RH, RL) union { u32 ER; struct { u16 R; u16 R ## _hi; }; struct { u8 RL; u8 RH; u8 R ## _hilo; u8 R ## _hihi; }; }
 289
 290 // Layout of registers passed in to irq handlers.  Note that this
 291 // layout corresponds to code in romlayout.S - don't change it here
 292 // without also updating the assembler code.
 293 struct bregs {
 294     u16 ds;
 295     u16 es;
 296     UREG(edi, di, di_hi, di_lo);
 297     UREG(esi, si, si_hi, si_lo);
 298     UREG(ebx, bx, bh, bl);
 299     UREG(edx, dx, dh, dl);
 300     UREG(ecx, cx, ch, cl);
 301     UREG(eax, ax, ah, al);
 302     u16 ip;
 303     u16 cs;
 304     u16 flags;
 305 } PACKED;
 306
 307 // bregs flags bitdefs
 308 #define F_ZF (1<<6)
 309 #define F_CF (1<<0)
 310
 311 static inline void
 312 set_cf(struct bregs *regs, int cond)
 313 {
 314     if (cond)
 315         regs->flags |= F_CF;
 316     else
 317         regs->flags &= ~F_CF;
 318 }
 319
 320
 321 /****************************************************************
 322  * Bios Config Table
 323  ****************************************************************/
 324
 325 struct bios_config_table_s {
 326     u16 size;
 327     u8 model;
 328     u8 submodel;
 329     u8 biosrev;
 330     u8 feature1, feature2, feature3, feature4, feature5;
 331 } PACKED;
 332
 333 extern struct bios_config_table_s BIOS_CONFIG_TABLE;
 334
 335
 336 /****************************************************************
 337  * Memory layout info
 338  ****************************************************************/
 339
 340 #define SEG_BIOS     0xf000
 341 #define SEG_EBDA     0x9fc0
 342 #define SEG_BDA      0x0000
 343
 344 #define EBDA_SIZE DIV_ROUND_UP(sizeof(struct extended_bios_data_area_s), 1024)
 345 #define BASE_MEM_IN_K (640 - EBDA_SIZE)
 346
 347 #endif // __BIOSVAR_H