src/romlayout.S

   1 // Rom layout and bios assembler to C interface.
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
   4 // Copyright (C) 2002  MandrakeSoft S.A.
   5 //
   6 // This file may be distributed under the terms of the GNU GPLv3 license.
   7
   8 #include "config.h"
   9
  10 #define PROTECTED_MODE_CS (2 << 3) // 0x10
  11 #define PROTECTED_MODE_DS (3 << 3) // 0x18
  12 #define REAL_MODE_CS      (4 << 3) // 0x20
  13 #define REAL_MODE_DS      (5 << 3) // 0x28
  14
  15         .code16gcc
  16
  17
  18 /****************************************************************
  19  * Include of 16bit C code
  20  ****************************************************************/
  21
  22         .globl bios16c_start, bios16c_end
  23 bios16c_start:
  24 .include "out/blob.proc.16.s"
  25         .text
  26 bios16c_end:
  27
  28
  29 /****************************************************************
  30  * POST handler
  31  ****************************************************************/
  32
  33         // Macro to reset the 16bit stack
  34         // Clobbers %ax
  35         .macro RESET_STACK
  36         xorw %ax, %ax
  37         movw %ax, %ss
  38         movl $ CONFIG_STACK_OFFSET , %esp
  39         .endm
  40
  41         .org 0xe05b
  42         .globl post16
  43 post16:
  44         // init the stack pointer
  45         RESET_STACK
  46
  47         // Set entry point of rombios32 code - the actual address
  48         // is altered later in the build process.
  49         .globl set_entry32
  50 set_entry32:
  51         pushl $0xf0000000
  52
  53         // Fall through to transition32 function below
  54
  55
  56 /****************************************************************
  57  * Call trampolines
  58  ****************************************************************/
  59
  60 // Place CPU into 32bit mode from 16bit mode.
  61 // Clobbers: %eax, flags, stack registers, cr0, idt/gdt
  62 transition32:
  63         // Disable irqs
  64         cli
  65
  66         // enable a20
  67         inb $0x92, %al
  68         orb $0x02, %al
  69         outb %al, $0x92
  70
  71         // Set segment descriptors
  72         lidt %cs:pmode_IDT_info
  73         lgdt %cs:rombios32_gdt_48
  74
  75         // set PE bit in CR0
  76         movl  %cr0, %eax
  77         orb   $0x01, %al
  78         movl  %eax, %cr0
  79
  80         // start protected mode code
  81         // ljmpl $PROTECTED_MODE_CS, $(1f | 0xf0000)
  82         .word 0xea66, 1f, 0x000f, PROTECTED_MODE_CS
  83
  84         .code32
  85 1:
  86         // init data segments
  87         movl $PROTECTED_MODE_DS, %eax
  88         movw %ax, %ds
  89         movw %ax, %es
  90         movw %ax, %ss
  91         xorl %eax, %eax
  92         movw %ax, %fs
  93         movw %ax, %gs
  94
  95         cld
  96
  97         retl
  98
  99 // Call a 16bit function from 32bit mode.
 100 // %eax = address of struct bregs
 101 // Clobbers: all gp registers, flags, stack registers, cr0, idt/gdt
 102         .globl __call16_from32
 103 __call16_from32:
 104         pushl %eax
 105
 106         // Jump to 16bit mode
 107         ljmp $0x20, $1f
 108
 109         .code16gcc
 110 1:
 111         // restore data segment limits to 0xffff
 112         movw $0x28, %ax
 113         movw %ax, %ds
 114         movw %ax, %es
 115         movw %ax, %ss
 116         movw %ax, %fs
 117         movw %ax, %gs
 118
 119         // reset PE bit in CR0
 120         movl %cr0, %eax
 121         andb $0xfe, %al
 122         movl %eax, %cr0
 123
 124         // far jump to flush CPU queue after transition to real mode
 125         ljmpw $0xf000, $2f
 126
 127 2:
 128         // restore IDT to normal real-mode defaults
 129         lidt %cs:rmode_IDT_info
 130
 131         // Clear segment registers
 132         xorw %ax, %ax
 133         movw %ax, %fs
 134         movw %ax, %gs
 135         movw %ax, %es
 136         movw %ax, %ds
 137         movw %ax, %ss  // Assume stack is in segment 0
 138
 139         popl %eax
 140         pushl $transition32
 141
 142         // Fall through to __call16
 143
 144
 145 // Call a 16bit function from 16bit mode with a specified cpu register state
 146 // %eax = address of struct bregs
 147 // Clobbers: all gp registers, es
 148         .globl __call16
 149 __call16:
 150         // Save eax
 151         pushl %eax
 152
 153         // Setup for iretw call
 154         pushw $0xf000
 155         pushw $1f               // return point
 156         pushw 0x28(%eax)        // flags
 157         pushl 0x24(%eax)        // CS:IP
 158
 159         // Load calling registers.
 160         movl 0x04(%eax), %edi
 161         movl 0x08(%eax), %esi
 162         movl 0x0c(%eax), %ebp
 163         movl 0x14(%eax), %ebx
 164         movl 0x18(%eax), %edx
 165         movl 0x1c(%eax), %ecx
 166         movw 0x02(%eax), %es    // XXX - should load %ds too
 167         movl 0x20(%eax), %eax
 168
 169         // Invoke call
 170         iretw                   // XXX - just do a lcalll
 171 1:
 172         // Store flags, eax, ecx
 173         pushfw
 174         pushl %eax
 175         movl 0x06(%esp), %eax
 176         movl %ecx, 0x1c(%eax)   // Save %ecx
 177         popl %ecx
 178         movl %ecx, 0x20(%eax)   // Save %eax
 179         popw %cx
 180         movw %cx, 0x28(%eax)    // Save flags
 181
 182         // Store remaining registers
 183         movw %es, 0x02(%eax)
 184         movl %edi, 0x04(%eax)
 185         movl %esi, 0x08(%eax)
 186         movl %ebp, 0x0c(%eax)
 187         movl %ebx, 0x14(%eax)
 188         movl %edx, 0x18(%eax)
 189
 190         // Remove %eax
 191         popl %eax
 192
 193         retl
 194
 195
 196 /****************************************************************
 197  * GDT and IDT tables
 198  ****************************************************************/
 199
 200 // Protected mode IDT descriptor
 201 //
 202 // I just make the limit 0, so the machine will shutdown
 203 // if an exception occurs during protected mode memory
 204 // transfers.
 205 //
 206 // Set base to f0000 to correspond to beginning of BIOS,
 207 // in case I actually define an IDT later
 208 // Set limit to 0
 209 pmode_IDT_info:
 210         .word 0x0000  // limit 15:00
 211         .long 0xf0000 // base 16:47
 212
 213 // Real mode IDT descriptor
 214 //
 215 // Set to typical real-mode values.
 216 // base  = 000000
 217 // limit =   03ff
 218 rmode_IDT_info:
 219         .word 0x03ff  // limit 15:00
 220         .long 0       // base 16:47
 221
 222 rombios32_gdt_48:
 223         .word 0x30
 224         .word rombios32_gdt
 225         .word 0x000f
 226
 227 rombios32_gdt:
 228         .word 0, 0, 0, 0
 229         .word 0, 0, 0, 0
 230         // 32 bit flat code segment (PROTECTED_MODE_CS)
 231         .word 0xffff, 0, 0x9b00, 0x00cf
 232         // 32 bit flat data segment (PROTECTED_MODE_DS)
 233         .word 0xffff, 0, 0x9300, 0x00cf
 234         // 16 bit code segment base=0xf0000 limit=0xffff (REAL_MODE_CS)
 235         .word 0xffff, 0, 0x9b0f, 0x0000
 236         // 16 bit data segment base=0x0 limit=0xffff (REAL_MODE_DS)
 237         .word 0xffff, 0, 0x9300, 0x0000
 238
 239 // We need a copy of this string, but we are not actually a PnP BIOS,
 240 // so make sure it is *not* aligned, so OSes will not see it if they
 241 // scan.
 242         .align 2
 243         .byte 0
 244         .globl pnp_string
 245 pnp_string:
 246         .ascii "$PnP"
 247
 248
 249 /****************************************************************
 250  * Interrupt entry points
 251  ****************************************************************/
 252
 253         .macro ENTRY cfunc
 254         cli         // In case something far-calls insted of using "int"
 255         pushal
 256         pushw %es
 257         pushw %ds
 258         movw %ss, %ax
 259         movw %ax, %ds
 260         movzwl %sp, %esp
 261         movl %esp, %eax
 262         calll \cfunc
 263         popw %ds
 264         popw %es
 265         popal
 266         .endm
 267
 268         .macro IRQ_ENTRY num
 269         .globl entry_\num
 270         entry_\num :
 271         ENTRY handle_\num
 272         iretw
 273         .endm
 274
 275         .macro IRQ_TRAMPOLINE num
 276         .globl irq_trampoline_0x\num
 277         irq_trampoline_0x\num :
 278         int $0x\num
 279         lretw
 280         .endm
 281
 282         .org 0xe2c3
 283         IRQ_ENTRY nmi
 284
 285         IRQ_ENTRY 13
 286         IRQ_ENTRY 12
 287         IRQ_ENTRY 11
 288         IRQ_ENTRY 76
 289         IRQ_ENTRY 1c
 290         IRQ_ENTRY 70
 291         IRQ_ENTRY 74
 292         IRQ_ENTRY 75
 293
 294         .globl entry_19
 295 entry_19:
 296         RESET_STACK
 297         calll handle_19
 298
 299         .globl entry_18
 300 entry_18:
 301         RESET_STACK
 302         calll handle_18
 303
 304         IRQ_TRAMPOLINE 02
 305         IRQ_TRAMPOLINE 10
 306         IRQ_TRAMPOLINE 13
 307         IRQ_TRAMPOLINE 15
 308         IRQ_TRAMPOLINE 18
 309         IRQ_TRAMPOLINE 19
 310         IRQ_TRAMPOLINE 1c
 311         IRQ_TRAMPOLINE 4a
 312
 313         .org 0xe3fe
 314         jmp entry_13
 315
 316         .org 0xe401
 317         // XXX - Fixed Disk Parameter Table
 318
 319         .org 0xe6f2
 320         jmp entry_19
 321
 322         .org 0xe6f5
 323 .include "out/cbt.proc.16.s"
 324         .text
 325
 326         .org 0xe729
 327         // XXX - Baud Rate Generator Table
 328
 329         .org 0xe739
 330         IRQ_ENTRY 14
 331
 332         .org 0xe82e
 333         IRQ_ENTRY 16
 334
 335         .org 0xe987
 336         IRQ_ENTRY 09
 337
 338         .org 0xec59
 339         IRQ_ENTRY 40
 340
 341         .org 0xef57
 342         IRQ_ENTRY 0e
 343
 344         .org 0xefc7
 345         // XXX - Diskette Controller Parameter Table
 346
 347         .org 0xefd2
 348         IRQ_ENTRY 17
 349
 350         .org 0xf045
 351         // XXX int 10
 352         iretw
 353
 354         .org 0xf065
 355         IRQ_ENTRY 10
 356
 357         .org 0xf0a4
 358         // XXX int 1D
 359         iretw
 360
 361         .globl freespace2_start, freespace2_end
 362 freespace2_start:
 363
 364         .org 0xf841
 365 freespace2_end:
 366         jmp entry_12
 367
 368         .org 0xf84d
 369         jmp entry_11
 370
 371         .org 0xf859
 372         IRQ_ENTRY 15
 373
 374         .org 0xfa6e
 375 .include "out/font.proc.16.s"
 376         .text
 377
 378         .org 0xfe6e
 379         IRQ_ENTRY 1a
 380
 381         .org 0xfea5
 382         IRQ_ENTRY 08
 383
 384         .org 0xfef3
 385         // XXX - Initial Interrupt Vector Offsets Loaded by POST
 386
 387         .org 0xff00
 388         // XXX - BIOS_COPYRIGHT_STRING
 389         .ascii "(c) 2002 MandrakeSoft S.A. Written by Kevin Lawton & the Bochs team."
 390
 391         .org 0xff53
 392         .globl dummy_iret_handler
 393 dummy_iret_handler:
 394         iretw
 395
 396         .org 0xff54
 397         IRQ_ENTRY 05
 398
 399         .org 0xfff0 // Power-up Entry Point
 400         ljmpw $0xf000, $post16
 401
 402         .org 0xfff5
 403         // BIOS build date
 404         .ascii "06/23/99"
 405
 406         .org 0xfffe
 407         // model byte 0xFC = AT
 408         .byte 0xfc
 409         .byte 0x00
 410
 411         .end