src/system.c

   1 // Handler for int 0x15 "system" calls
   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 LGPLv3 license.
   7
   8 #include "util.h" // memcpy_far
   9 #include "biosvar.h" // BIOS_CONFIG_TABLE
  10 #include "ioport.h" // inb
  11 #include "memmap.h" // E820_RAM
  12 #include "pic.h" // eoi_pic2
  13 #include "bregs.h" // struct bregs
  14
  15 // Use PS2 System Control port A to set A20 enable
  16 static inline u8
  17 set_a20(u8 cond)
  18 {
  19     // get current setting first
  20     u8 newval, oldval = inb(PORT_A20);
  21     if (cond)
  22         newval = oldval | A20_ENABLE_BIT;
  23     else
  24         newval = oldval & ~A20_ENABLE_BIT;
  25     outb(newval, PORT_A20);
  26
  27     return (oldval & A20_ENABLE_BIT) != 0;
  28 }
  29
  30 static void
  31 handle_152400(struct bregs *regs)
  32 {
  33     set_a20(0);
  34     set_code_success(regs);
  35 }
  36
  37 static void
  38 handle_152401(struct bregs *regs)
  39 {
  40     set_a20(1);
  41     set_code_success(regs);
  42 }
  43
  44 static void
  45 handle_152402(struct bregs *regs)
  46 {
  47     regs->al = (inb(PORT_A20) & A20_ENABLE_BIT) != 0;
  48     set_code_success(regs);
  49 }
  50
  51 static void
  52 handle_152403(struct bregs *regs)
  53 {
  54     regs->bx = 3;
  55     set_code_success(regs);
  56 }
  57
  58 static void
  59 handle_1524XX(struct bregs *regs)
  60 {
  61     set_code_unimplemented(regs, RET_EUNSUPPORTED);
  62 }
  63
  64 static void
  65 handle_1524(struct bregs *regs)
  66 {
  67     switch (regs->al) {
  68     case 0x00: handle_152400(regs); break;
  69     case 0x01: handle_152401(regs); break;
  70     case 0x02: handle_152402(regs); break;
  71     case 0x03: handle_152403(regs); break;
  72     default:   handle_1524XX(regs); break;
  73     }
  74 }
  75
  76 // removable media eject
  77 static void
  78 handle_1552(struct bregs *regs)
  79 {
  80     set_code_success(regs);
  81 }
  82
  83 static void
  84 handle_1587(struct bregs *regs)
  85 {
  86     // +++ should probably have descriptor checks
  87     // +++ should have exception handlers
  88
  89     u8 prev_a20_enable = set_a20(1); // enable A20 line
  90
  91     // 128K max of transfer on 386+ ???
  92     // source == destination ???
  93
  94     // ES:SI points to descriptor table
  95     // offset   use     initially  comments
  96     // ==============================================
  97     // 00..07   Unused  zeros      Null descriptor
  98     // 08..0f   GDT     zeros      filled in by BIOS
  99     // 10..17   source  ssssssss   source of data
 100     // 18..1f   dest    dddddddd   destination of data
 101     // 20..27   CS      zeros      filled in by BIOS
 102     // 28..2f   SS      zeros      filled in by BIOS
 103
 104 // check for access rights of source & dest here
 105
 106     // Initialize GDT descriptor
 107     u32 si = regs->si;
 108     u64 *gdt_far = (void*)si;
 109     u16 gdt_seg = regs->es;
 110     u32 loc = (u32)MAKE_FLATPTR(gdt_seg, gdt_far);
 111     SET_FARVAR(gdt_seg, gdt_far[1], GDT_DATA | GDT_LIMIT((6*sizeof(u64))-1)
 112                | GDT_BASE(loc));
 113     // Initialize CS descriptor
 114     SET_FARVAR(gdt_seg, gdt_far[4], GDT_CODE | GDT_LIMIT(BUILD_BIOS_SIZE-1)
 115                | GDT_BASE(BUILD_BIOS_ADDR));
 116     // Initialize SS descriptor
 117     loc = (u32)MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), 0);
 118     SET_FARVAR(gdt_seg, gdt_far[5], GDT_DATA | GDT_LIMIT(0x0ffff)
 119                | GDT_BASE(loc));
 120
 121     u16 count = regs->cx;
 122     asm volatile(
 123         // Load new descriptor tables
 124         "  lgdtw %%es:(1<<3)(%%si)\n"
 125         "  lidtw %%cs:pmode_IDT_info\n"
 126
 127         // Enable protected mode
 128         "  movl %%cr0, %%eax\n"
 129         "  orl $" __stringify(CR0_PE) ", %%eax\n"
 130         "  movl %%eax, %%cr0\n"
 131
 132         // far jump to flush CPU queue after transition to protected mode
 133         "  ljmpw $(4<<3), $1f\n"
 134
 135         // GDT points to valid descriptor table, now load DS, ES
 136         "1:movw $(2<<3), %%ax\n" // 2nd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 137         "  movw %%ax, %%ds\n"
 138         "  movw $(3<<3), %%ax\n" // 3rd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 139         "  movw %%ax, %%es\n"
 140
 141         // move CX words from DS:SI to ES:DI
 142         "  xorw %%si, %%si\n"
 143         "  xorw %%di, %%di\n"
 144         "  rep movsw\n"
 145
 146         // Restore DS and ES segment limits to 0xffff
 147         "  movw $(5<<3), %%ax\n" // 5th descriptor in table (SS)
 148         "  movw %%ax, %%ds\n"
 149         "  movw %%ax, %%es\n"
 150
 151         // Disable protected mode
 152         "  movl %%cr0, %%eax\n"
 153         "  andl $~" __stringify(CR0_PE) ", %%eax\n"
 154         "  movl %%eax, %%cr0\n"
 155
 156         // far jump to flush CPU queue after transition to real mode
 157         "  ljmpw $" __stringify(SEG_BIOS) ", $2f\n"
 158
 159         // restore IDT to normal real-mode defaults
 160         "2:lidtw %%cs:rmode_IDT_info\n"
 161
 162         // Restore %ds (from %ss)
 163         "  movw %%ss, %%ax\n"
 164         "  movw %%ax, %%ds\n"
 165         : "+c"(count), "+S"(si)
 166         : : "eax", "di", "cc"); // XXX - also clobbers %es
 167
 168     set_a20(prev_a20_enable);
 169
 170     set_code_success(regs);
 171 }
 172
 173 // Get the amount of extended memory (above 1M)
 174 static void
 175 handle_1588(struct bregs *regs)
 176 {
 177     u32 rs = GET_GLOBAL(RamSize);
 178
 179     // According to Ralf Brown's interrupt the limit should be 15M,
 180     // but real machines mostly return max. 63M.
 181     if (rs > 64*1024*1024)
 182         regs->ax = 63 * 1024;
 183     else
 184         regs->ax = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 185     set_success(regs);
 186 }
 187
 188 // Switch to protected mode
 189 static void
 190 handle_1589(struct bregs *regs)
 191 {
 192     set_a20(1);
 193
 194     set_pics(regs->bl, regs->bh);
 195
 196     u64 *gdt_far = (void*)(regs->si + 0);
 197     u16 gdt_seg = regs->es;
 198     SET_FARVAR(gdt_seg, gdt_far[7], GDT_CODE | GDT_LIMIT(BUILD_BIOS_SIZE-1)
 199                | GDT_BASE(BUILD_BIOS_ADDR));
 200
 201     regs->ds = 3<<3; // 3rd gdt descriptor is %ds
 202     regs->es = 4<<3; // 4th gdt descriptor is %es
 203     regs->code.seg = 6<<3; // 6th gdt descriptor is %cs
 204
 205     set_code_success(regs);
 206
 207     asm volatile(
 208         // Load new descriptor tables
 209         "  lgdtw %%es:(1<<3)(%%si)\n"
 210         "  lidtw %%es:(2<<3)(%%si)\n"
 211
 212         // Enable protected mode
 213         "  movl %%cr0, %%eax\n"
 214         "  orl $" __stringify(CR0_PE) ", %%eax\n"
 215         "  movl %%eax, %%cr0\n"
 216
 217         // far jump to flush CPU queue after transition to protected mode
 218         "  ljmpw $(7<<3), $1f\n"
 219
 220         // GDT points to valid descriptor table, now load SS
 221         "1:movw $(5<<3), %%ax\n"
 222         "  movw %%ax, %%ds\n"
 223         "  movw %%ax, %%ss\n"
 224         :
 225         : "S"(gdt_far)
 226         : "eax", "cc");
 227 }
 228
 229 // Device busy interrupt.  Called by Int 16h when no key available
 230 static void
 231 handle_1590(struct bregs *regs)
 232 {
 233 }
 234
 235 // Interrupt complete.  Called by Int 16h when key becomes available
 236 static void
 237 handle_1591(struct bregs *regs)
 238 {
 239 }
 240
 241 // keyboard intercept
 242 static void
 243 handle_154f(struct bregs *regs)
 244 {
 245     set_invalid_silent(regs);
 246 }
 247
 248 static void
 249 handle_15c0(struct bregs *regs)
 250 {
 251     regs->es = SEG_BIOS;
 252     regs->bx = (u32)&BIOS_CONFIG_TABLE;
 253     set_code_success(regs);
 254 }
 255
 256 static void
 257 handle_15c1(struct bregs *regs)
 258 {
 259     regs->es = get_ebda_seg();
 260     set_success(regs);
 261 }
 262
 263 static void
 264 handle_15e801(struct bregs *regs)
 265 {
 266     // my real system sets ax and bx to 0
 267     // this is confirmed by Ralph Brown list
 268     // but syslinux v1.48 is known to behave
 269     // strangely if ax is set to 0
 270     // regs.u.r16.ax = 0;
 271     // regs.u.r16.bx = 0;
 272
 273     u32 rs = GET_GLOBAL(RamSize);
 274
 275     // Get the amount of extended memory (above 1M)
 276     if (rs > 16*1024*1024) {
 277         // limit to 15M
 278         regs->cx = 15*1024;
 279         // Get the amount of extended memory above 16M in 64k blocks
 280         regs->dx = (rs - 16*1024*1024) / (64*1024);
 281     } else {
 282         regs->cx = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 283         regs->dx = 0;
 284     }
 285
 286     // Set configured memory equal to extended memory
 287     regs->ax = regs->cx;
 288     regs->bx = regs->dx;
 289
 290     set_success(regs);
 291 }
 292
 293 // Info on e820 map location and size.
 294 struct e820entry e820_list[CONFIG_MAX_E820] VAR16VISIBLE;
 295 int e820_count VAR16VISIBLE;
 296
 297 static void
 298 handle_15e820(struct bregs *regs)
 299 {
 300     int count = GET_GLOBAL(e820_count);
 301     if (regs->edx != 0x534D4150 || regs->bx >= count
 302         || regs->ecx < sizeof(e820_list[0])) {
 303         set_code_invalid(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 304         return;
 305     }
 306
 307     memcpy_far(regs->es, (void*)(regs->di+0)
 308                , get_global_seg(), &e820_list[regs->bx]
 309                , sizeof(e820_list[0]));
 310     if (regs->bx == count-1)
 311         regs->ebx = 0;
 312     else
 313         regs->ebx++;
 314     regs->eax = 0x534D4150;
 315     regs->ecx = sizeof(e820_list[0]);
 316     set_success(regs);
 317 }
 318
 319 static void
 320 handle_15e8XX(struct bregs *regs)
 321 {
 322     set_code_unimplemented(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 323 }
 324
 325 static void
 326 handle_15e8(struct bregs *regs)
 327 {
 328     switch (regs->al) {
 329     case 0x01: handle_15e801(regs); break;
 330     case 0x20: handle_15e820(regs); break;
 331     default:   handle_15e8XX(regs); break;
 332     }
 333 }
 334
 335 static void
 336 handle_15XX(struct bregs *regs)
 337 {
 338     set_code_unimplemented(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 339 }
 340
 341 // INT 15h System Services Entry Point
 342 void VISIBLE16
 343 handle_15(struct bregs *regs)
 344 {
 345     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_15);
 346     switch (regs->ah) {
 347     case 0x24: handle_1524(regs); break;
 348     case 0x4f: handle_154f(regs); break;
 349     case 0x52: handle_1552(regs); break;
 350     case 0x53: handle_1553(regs); break;
 351     case 0x5f: handle_155f(regs); break;
 352     case 0x83: handle_1583(regs); break;
 353     case 0x86: handle_1586(regs); break;
 354     case 0x87: handle_1587(regs); break;
 355     case 0x88: handle_1588(regs); break;
 356     case 0x89: handle_1589(regs); break;
 357     case 0x90: handle_1590(regs); break;
 358     case 0x91: handle_1591(regs); break;
 359     case 0xc0: handle_15c0(regs); break;
 360     case 0xc1: handle_15c1(regs); break;
 361     case 0xc2: handle_15c2(regs); break;
 362     case 0xe8: handle_15e8(regs); break;
 363     default:   handle_15XX(regs); break;
 364     }
 365 }