src/system.c

   1 // 16bit system callbacks
   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" // irq_restore
   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_fail(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     //es:si
 105     //eeee0
 106     //0ssss
 107     //-----
 108
 109 // check for access rights of source & dest here
 110
 111     // Initialize GDT descriptor
 112     SET_SEG(ES, regs->es);
 113     u16 si = regs->si;
 114     u16 base15_00 = (regs->es << 4) + si;
 115     u16 base23_16 = regs->es >> 12;
 116     if (base15_00 < (u16)(regs->es<<4))
 117         base23_16++;
 118     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+0), 47);       // limit 15:00 = 6 * 8bytes/descriptor
 119     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+2), base15_00);// base 15:00
 120     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+4), base23_16);// base 23:16
 121     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+5), 0x93);     // access
 122     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
 123
 124     // Initialize CS descriptor
 125     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+0), 0xffff);// limit 15:00 = normal 64K limit
 126     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+2), 0x0000);// base 15:00
 127     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+4), 0x000f);// base 23:16
 128     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+5), 0x9b);  // access
 129     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+6), 0x0000);// base 31:24/reserved/limit 19:16
 130
 131     // Initialize SS descriptor
 132     u16 ss = GET_SEG(SS);
 133     base15_00 = ss << 4;
 134     base23_16 = ss >> 12;
 135     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+0), 0xffff);   // limit 15:00 = normal 64K limit
 136     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+2), base15_00);// base 15:00
 137     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+4), base23_16);// base 23:16
 138     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+5), 0x93);     // access
 139     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
 140
 141     u16 count = regs->cx;
 142     asm volatile(
 143         // Load new descriptor tables
 144         "lgdtw %%es:0x8(%%si)\n"
 145         "lidtw %%cs:pmode_IDT_info\n"
 146
 147         // Enable protected mode
 148         "movl %%cr0, %%eax\n"
 149         "orl $" __stringify(CR0_PE) ", %%eax\n"
 150         "movl %%eax, %%cr0\n"
 151
 152         // far jump to flush CPU queue after transition to protected mode
 153         "ljmpw $0x0020, $1f\n"
 154         "1:\n"
 155
 156         // GDT points to valid descriptor table, now load DS, ES
 157         "movw $0x10, %%ax\n" // 010 000 = 2nd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 158         "movw %%ax, %%ds\n"
 159         "movw $0x18, %%ax\n" // 011 000 = 3rd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 160         "movw %%ax, %%es\n"
 161
 162         // move CX words from DS:SI to ES:DI
 163         "xorw %%si, %%si\n"
 164         "xorw %%di, %%di\n"
 165         "rep movsw\n"
 166
 167         // Disable protected mode
 168         "movl %%cr0, %%eax\n"
 169         "andl $~" __stringify(CR0_PE) ", %%eax\n"
 170         "movl %%eax, %%cr0\n"
 171
 172         // far jump to flush CPU queue after transition to real mode
 173         "ljmpw $" __stringify(SEG_BIOS) ", $2f\n"
 174         "2:\n"
 175
 176         // restore IDT to normal real-mode defaults
 177         "lidtw %%cs:rmode_IDT_info\n"
 178
 179         // Restore %ds (from %ss)
 180         "movw %%ss, %%ax\n"
 181         "movw %%ax, %%ds\n"
 182         : "+c"(count), "+S"(si)
 183         : : "eax", "di", "cc"); // XXX - also clobbers %es
 184
 185     set_a20(prev_a20_enable);
 186
 187     set_code_success(regs);
 188 }
 189
 190 // Get the amount of extended memory (above 1M)
 191 static void
 192 handle_1588(struct bregs *regs)
 193 {
 194     u32 rs = GET_GLOBAL(RamSize);
 195
 196     // According to Ralf Brown's interrupt the limit should be 15M,
 197     // but real machines mostly return max. 63M.
 198     if (rs > 64*1024*1024)
 199         regs->ax = 63 * 1024;
 200     else
 201         regs->ax = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 202     set_success(regs);
 203 }
 204
 205 // Device busy interrupt.  Called by Int 16h when no key available
 206 static void
 207 handle_1590(struct bregs *regs)
 208 {
 209 }
 210
 211 // Interrupt complete.  Called by Int 16h when key becomes available
 212 static void
 213 handle_1591(struct bregs *regs)
 214 {
 215 }
 216
 217 // keyboard intercept
 218 static void
 219 handle_154f(struct bregs *regs)
 220 {
 221     set_fail_silent(regs);
 222 }
 223
 224 static void
 225 handle_15c0(struct bregs *regs)
 226 {
 227     regs->es = SEG_BIOS;
 228     regs->bx = (u32)&BIOS_CONFIG_TABLE;
 229     set_code_success(regs);
 230 }
 231
 232 static void
 233 handle_15c1(struct bregs *regs)
 234 {
 235     regs->es = get_ebda_seg();
 236     set_success(regs);
 237 }
 238
 239 static void
 240 handle_15e801(struct bregs *regs)
 241 {
 242     // my real system sets ax and bx to 0
 243     // this is confirmed by Ralph Brown list
 244     // but syslinux v1.48 is known to behave
 245     // strangely if ax is set to 0
 246     // regs.u.r16.ax = 0;
 247     // regs.u.r16.bx = 0;
 248
 249     u32 rs = GET_GLOBAL(RamSize);
 250
 251     // Get the amount of extended memory (above 1M)
 252     if (rs > 16*1024*1024) {
 253         // limit to 15M
 254         regs->cx = 15*1024;
 255         // Get the amount of extended memory above 16M in 64k blocks
 256         regs->dx = (rs - 16*1024*1024) / (64*1024);
 257     } else {
 258         regs->cx = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 259         regs->dx = 0;
 260     }
 261
 262     // Set configured memory equal to extended memory
 263     regs->ax = regs->cx;
 264     regs->bx = regs->dx;
 265
 266     set_success(regs);
 267 }
 268
 269 // Info on e820 map location and size.
 270 struct e820entry *e820_list VAR16_32;
 271 int e820_count VAR16_32;
 272 // Amount of continuous ram under 4Gig
 273 u32 RamSize VAR16_32;
 274 // Amount of continuous ram >4Gig
 275 u64 RamSizeOver4G;
 276
 277 static void
 278 handle_15e820(struct bregs *regs)
 279 {
 280     int count = GET_GLOBAL(e820_count);
 281     if (regs->edx != 0x534D4150 || regs->bx >= count) {
 282         set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 283         return;
 284     }
 285
 286     struct e820entry *l = GET_GLOBAL(e820_list);
 287     memcpy_far(MAKE_FARPTR(regs->es, regs->di), &l[regs->bx], sizeof(l[0]));
 288     if (regs->bx == count-1)
 289         regs->ebx = 0;
 290     else
 291         regs->ebx++;
 292     regs->eax = 0x534D4150;
 293     regs->ecx = sizeof(l[0]);
 294     set_success(regs);
 295 }
 296
 297 static void
 298 handle_15e8XX(struct bregs *regs)
 299 {
 300     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 301 }
 302
 303 static void
 304 handle_15e8(struct bregs *regs)
 305 {
 306     switch (regs->al) {
 307     case 0x01: handle_15e801(regs); break;
 308     case 0x20: handle_15e820(regs); break;
 309     default:   handle_15e8XX(regs); break;
 310     }
 311 }
 312
 313 static void
 314 handle_15XX(struct bregs *regs)
 315 {
 316     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 317 }
 318
 319 // INT 15h System Services Entry Point
 320 void VISIBLE16
 321 handle_15(struct bregs *regs)
 322 {
 323     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_15);
 324     switch (regs->ah) {
 325     case 0x24: handle_1524(regs); break;
 326     case 0x4f: handle_154f(regs); break;
 327     case 0x52: handle_1552(regs); break;
 328     case 0x53: handle_1553(regs); break;
 329     case 0x5f: handle_155f(regs); break;
 330     case 0x83: handle_1583(regs); break;
 331     case 0x86: handle_1586(regs); break;
 332     case 0x87: handle_1587(regs); break;
 333     case 0x88: handle_1588(regs); break;
 334     case 0x90: handle_1590(regs); break;
 335     case 0x91: handle_1591(regs); break;
 336     case 0xc0: handle_15c0(regs); break;
 337     case 0xc1: handle_15c1(regs); break;
 338     case 0xc2: handle_15c2(regs); break;
 339     case 0xe8: handle_15e8(regs); break;
 340     default:   handle_15XX(regs); break;
 341     }
 342 }
 343
 344 // INT 12h Memory Size Service Entry Point
 345 void VISIBLE16
 346 handle_12(struct bregs *regs)
 347 {
 348     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_12);
 349     regs->ax = GET_BDA(mem_size_kb);
 350 }
 351
 352 // INT 11h Equipment List Service Entry Point
 353 void VISIBLE16
 354 handle_11(struct bregs *regs)
 355 {
 356     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_11);
 357     regs->ax = GET_BDA(equipment_list_flags);
 358 }
 359
 360 // INT 05h Print Screen Service Entry Point
 361 void VISIBLE16
 362 handle_05(struct bregs *regs)
 363 {
 364     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_05);
 365 }
 366
 367 // INT 10h Video Support Service Entry Point
 368 void VISIBLE16
 369 handle_10(struct bregs *regs)
 370 {
 371     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_10);
 372     // dont do anything, since the VGA BIOS handles int10h requests
 373 }
 374
 375 void VISIBLE16
 376 handle_nmi()
 377 {
 378     debug_isr(DEBUG_ISR_nmi);
 379     BX_PANIC("NMI Handler called\n");
 380 }
 381
 382 void
 383 mathcp_setup()
 384 {
 385     dprintf(3, "math cp init\n");
 386     // 80x87 coprocessor installed
 387     SETBITS_BDA(equipment_list_flags, 0x02);
 388     enable_hwirq(13, entry_75);
 389 }
 390
 391 // INT 75 - IRQ13 - MATH COPROCESSOR EXCEPTION
 392 void VISIBLE16
 393 handle_75()
 394 {
 395     debug_isr(DEBUG_ISR_75);
 396
 397     // clear irq13
 398     outb(0, PORT_MATH_CLEAR);
 399     // clear interrupt
 400     eoi_pic2();
 401     // legacy nmi call
 402     u32 eax=0, flags;
 403     call16_simpint(0x02, &eax, &flags);
 404 }