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 GPLv3 license.
   7
   8 #include "util.h" // irq_restore
   9 #include "biosvar.h" // BIOS_CONFIG_TABLE
  10 #include "ioport.h" // inb
  11
  12 #define E820_RAM          1
  13 #define E820_RESERVED     2
  14 #define E820_ACPI         3
  15 #define E820_NVS          4
  16 #define E820_UNUSABLE     5
  17
  18 // Use PS2 System Control port A to set A20 enable
  19 static inline u8
  20 set_a20(u8 cond)
  21 {
  22     // get current setting first
  23     u8 newval, oldval = inb(PORT_A20);
  24     if (cond)
  25         newval = oldval | 0x02;
  26     else
  27         newval = oldval & ~0x02;
  28     outb(newval, PORT_A20);
  29
  30     return (newval & 0x02) != 0;
  31 }
  32
  33 static void
  34 handle_152400(struct bregs *regs)
  35 {
  36     set_a20(0);
  37     set_code_success(regs);
  38 }
  39
  40 static void
  41 handle_152401(struct bregs *regs)
  42 {
  43     set_a20(1);
  44     set_code_success(regs);
  45 }
  46
  47 static void
  48 handle_152402(struct bregs *regs)
  49 {
  50     regs->al = !!(inb(PORT_A20) & 0x20);
  51     set_code_success(regs);
  52 }
  53
  54 static void
  55 handle_152403(struct bregs *regs)
  56 {
  57     regs->bx = 3;
  58     set_code_success(regs);
  59 }
  60
  61 static void
  62 handle_1524XX(struct bregs *regs)
  63 {
  64     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
  65 }
  66
  67 static void
  68 handle_1524(struct bregs *regs)
  69 {
  70     switch (regs->al) {
  71     case 0x00: handle_152400(regs); break;
  72     case 0x01: handle_152401(regs); break;
  73     case 0x02: handle_152402(regs); break;
  74     case 0x03: handle_152403(regs); break;
  75     default:   handle_1524XX(regs); break;
  76     }
  77 }
  78
  79 // removable media eject
  80 static void
  81 handle_1552(struct bregs *regs)
  82 {
  83     set_code_success(regs);
  84 }
  85
  86 static void
  87 handle_1587(struct bregs *regs)
  88 {
  89     // +++ should probably have descriptor checks
  90     // +++ should have exception handlers
  91
  92     u8 prev_a20_enable = set_a20(1); // enable A20 line
  93
  94     // 128K max of transfer on 386+ ???
  95     // source == destination ???
  96
  97     // ES:SI points to descriptor table
  98     // offset   use     initially  comments
  99     // ==============================================
 100     // 00..07   Unused  zeros      Null descriptor
 101     // 08..0f   GDT     zeros      filled in by BIOS
 102     // 10..17   source  ssssssss   source of data
 103     // 18..1f   dest    dddddddd   destination of data
 104     // 20..27   CS      zeros      filled in by BIOS
 105     // 28..2f   SS      zeros      filled in by BIOS
 106
 107     //es:si
 108     //eeee0
 109     //0ssss
 110     //-----
 111
 112 // check for access rights of source & dest here
 113
 114     // Initialize GDT descriptor
 115     SET_SEG(ES, regs->es);
 116     u16 si = regs->si;
 117     u16 base15_00 = (regs->es << 4) + si;
 118     u16 base23_16 = regs->es >> 12;
 119     if (base15_00 < (u16)(regs->es<<4))
 120         base23_16++;
 121     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+0), 47);       // limit 15:00 = 6 * 8bytes/descriptor
 122     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+2), base15_00);// base 15:00
 123     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+4), base23_16);// base 23:16
 124     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+5), 0x93);     // access
 125     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
 126
 127     // Initialize CS descriptor
 128     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+0), 0xffff);// limit 15:00 = normal 64K limit
 129     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+2), 0x0000);// base 15:00
 130     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+4), 0x000f);// base 23:16
 131     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+5), 0x9b);  // access
 132     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+6), 0x0000);// base 31:24/reserved/limit 19:16
 133
 134     // Initialize SS descriptor
 135     u16 ss = GET_SEG(SS);
 136     base15_00 = ss << 4;
 137     base23_16 = ss >> 12;
 138     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+0), 0xffff);   // limit 15:00 = normal 64K limit
 139     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+2), base15_00);// base 15:00
 140     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+4), base23_16);// base 23:16
 141     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+5), 0x93);     // access
 142     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
 143
 144     u16 count = regs->cx;
 145     asm volatile(
 146         // Load new descriptor tables
 147         "lgdtw %%es:0x8(%%si)\n"
 148         "lidtw %%cs:pmode_IDT_info\n"
 149
 150         // set PE bit in CR0
 151         "movl %%cr0, %%eax\n"
 152         "orb $0x01, %%al\n"
 153         "movl %%eax, %%cr0\n"
 154
 155         // far jump to flush CPU queue after transition to protected mode
 156         "ljmpw $0x0020, $1f\n"
 157         "1:\n"
 158
 159         // GDT points to valid descriptor table, now load DS, ES
 160         "movw $0x10, %%ax\n" // 010 000 = 2nd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 161         "movw %%ax, %%ds\n"
 162         "movw $0x18, %%ax\n" // 011 000 = 3rd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 163         "movw %%ax, %%es\n"
 164
 165         // move CX words from DS:SI to ES:DI
 166         "xorw %%si, %%si\n"
 167         "xorw %%di, %%di\n"
 168         "rep movsw\n"
 169
 170         // reset PG bit in CR0 ???
 171         "movl %%cr0, %%eax\n"
 172         "andb $0xfe, %%al\n"
 173         "movl %%eax, %%cr0\n"
 174
 175         // far jump to flush CPU queue after transition to real mode
 176         "ljmpw $0xf000, $2f\n"
 177         "2:\n"
 178
 179         // restore IDT to normal real-mode defaults
 180         "lidt %%cs:rmode_IDT_info\n"
 181
 182         // Restore %ds (from %ss)
 183         "movw %%ss, %%ax\n"
 184         "movw %%ax, %%ds\n"
 185         : "+c"(count), "+S"(si)
 186         : : "eax", "di", "cc"); // XXX - also clobbers %es
 187
 188     set_a20(prev_a20_enable);
 189
 190     set_code_success(regs);
 191 }
 192
 193 // Get the amount of extended memory (above 1M)
 194 static void
 195 handle_1588(struct bregs *regs)
 196 {
 197     u32 rs = GET_EBDA(ram_size);
 198
 199     // According to Ralf Brown's interrupt the limit should be 15M,
 200     // but real machines mostly return max. 63M.
 201     if (rs > 64*1024*1024)
 202         regs->ax = 63 * 1024;
 203     else
 204         regs->ax = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 205     set_success(regs);
 206 }
 207
 208 // Device busy interrupt.  Called by Int 16h when no key available
 209 static void
 210 handle_1590(struct bregs *regs)
 211 {
 212 }
 213
 214 // Interrupt complete.  Called by Int 16h when key becomes available
 215 static void
 216 handle_1591(struct bregs *regs)
 217 {
 218 }
 219
 220 // keyboard intercept
 221 static void
 222 handle_154f(struct bregs *regs)
 223 {
 224     // set_fail(regs);  -- don't report this failure.
 225     set_cf(regs, 1);
 226 }
 227
 228 static void
 229 handle_15c0(struct bregs *regs)
 230 {
 231     regs->es = SEG_BIOS;
 232     regs->bx = (u32)&BIOS_CONFIG_TABLE;
 233     set_code_success(regs);
 234 }
 235
 236 static void
 237 handle_15c1(struct bregs *regs)
 238 {
 239     regs->es = GET_BDA(ebda_seg);
 240     set_success(regs);
 241 }
 242
 243 static void
 244 handle_15e801(struct bregs *regs)
 245 {
 246     // my real system sets ax and bx to 0
 247     // this is confirmed by Ralph Brown list
 248     // but syslinux v1.48 is known to behave
 249     // strangely if ax is set to 0
 250     // regs.u.r16.ax = 0;
 251     // regs.u.r16.bx = 0;
 252
 253     u32 rs = GET_EBDA(ram_size);
 254
 255     // Get the amount of extended memory (above 1M)
 256     if (rs > 16*1024*1024) {
 257         // limit to 15M
 258         regs->cx = 15*1024;
 259         // Get the amount of extended memory above 16M in 64k blocks
 260         regs->dx = (rs - 16*1024*1024) / (64*1024);
 261     } else {
 262         regs->cx = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 263         regs->dx = 0;
 264     }
 265
 266     // Set configured memory equal to extended memory
 267     regs->ax = regs->cx;
 268     regs->bx = regs->dx;
 269
 270     set_success(regs);
 271 }
 272
 273 static void
 274 set_e820_range(struct bregs *regs, u32 start, u32 end, u16 type, int last)
 275 {
 276     u32 size = end - start;
 277     SET_FARVAR(regs->es, *(u64*)(regs->di+0), start);
 278     SET_FARVAR(regs->es, *(u64*)(regs->di+8), size);
 279     SET_FARVAR(regs->es, *(u16*)(regs->di+16), type);
 280     SET_FARVAR(regs->es, *(u16*)(regs->di+18), 0x0);
 281
 282     if (last)
 283         regs->ebx = 0;
 284     else
 285         regs->ebx++;
 286     regs->eax = 0x534D4150;
 287     regs->ecx = 0x14;
 288     set_success(regs);
 289 }
 290
 291 // XXX - should create e820 memory map in post and just copy it here.
 292 static void
 293 handle_15e820(struct bregs *regs)
 294 {
 295     if (regs->edx != 0x534D4150) {
 296         set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 297         return;
 298     }
 299
 300     u32 extended_memory_size = GET_EBDA(ram_size);
 301     // greater than EFF00000???
 302     if (extended_memory_size > 0xf0000000)
 303         // everything after this is reserved memory until we get to 0x100000000
 304         extended_memory_size = 0xf0000000;
 305
 306     switch (regs->bx) {
 307     case 0:
 308         set_e820_range(regs, 0x0000000L, 0x0009fc00L, E820_RAM, 0);
 309         break;
 310     case 1:
 311         set_e820_range(regs, 0x0009fc00L, 0x000a0000L, E820_RESERVED, 0);
 312         break;
 313     case 2:
 314         set_e820_range(regs, 0x000e8000L, 0x00100000L, E820_RESERVED, 0);
 315         break;
 316     case 3:
 317         set_e820_range(regs, 0x00100000L
 318                        , extended_memory_size - CONFIG_ACPI_DATA_SIZE
 319                        , E820_RAM, 0);
 320         break;
 321     case 4:
 322         set_e820_range(regs,
 323                        extended_memory_size - CONFIG_ACPI_DATA_SIZE,
 324                        extended_memory_size, E820_ACPI, 0);
 325         break;
 326     case 5:
 327         /* 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
 328         set_e820_range(regs, 0xfffc0000L, 0x00000000L, E820_RESERVED, 1);
 329         break;
 330     default:  /* AX=E820, DX=534D4150, BX unrecognized */
 331         set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 332     }
 333 }
 334
 335 static void
 336 handle_15e8XX(struct bregs *regs)
 337 {
 338     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 339 }
 340
 341 static void
 342 handle_15e8(struct bregs *regs)
 343 {
 344     switch (regs->al) {
 345     case 0x01: handle_15e801(regs); break;
 346     case 0x20: handle_15e820(regs); break;
 347     default:   handle_15e8XX(regs); break;
 348     }
 349 }
 350
 351 static void
 352 handle_15XX(struct bregs *regs)
 353 {
 354     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 355 }
 356
 357 // INT 15h System Services Entry Point
 358 void VISIBLE16
 359 handle_15(struct bregs *regs)
 360 {
 361     //debug_enter(regs);
 362     switch (regs->ah) {
 363     case 0x24: handle_1524(regs); break;
 364     case 0x4f: handle_154f(regs); break;
 365     case 0x52: handle_1552(regs); break;
 366     case 0x53: handle_1553(regs); break;
 367     case 0x83: handle_1583(regs); break;
 368     case 0x86: handle_1586(regs); break;
 369     case 0x87: handle_1587(regs); break;
 370     case 0x88: handle_1588(regs); break;
 371     case 0x90: handle_1590(regs); break;
 372     case 0x91: handle_1591(regs); break;
 373     case 0xc0: handle_15c0(regs); break;
 374     case 0xc1: handle_15c1(regs); break;
 375     case 0xc2: handle_15c2(regs); break;
 376     case 0xe8: handle_15e8(regs); break;
 377     default:   handle_15XX(regs); break;
 378     }
 379 }
 380
 381 // INT 12h Memory Size Service Entry Point
 382 void VISIBLE16
 383 handle_12(struct bregs *regs)
 384 {
 385     debug_enter(regs);
 386     regs->ax = GET_BDA(mem_size_kb);
 387 }
 388
 389 // INT 11h Equipment List Service Entry Point
 390 void VISIBLE16
 391 handle_11(struct bregs *regs)
 392 {
 393     debug_enter(regs);
 394     regs->ax = GET_BDA(equipment_list_flags);
 395 }
 396
 397 // INT 05h Print Screen Service Entry Point
 398 void VISIBLE16
 399 handle_05(struct bregs *regs)
 400 {
 401     debug_enter(regs);
 402 }
 403
 404 // INT 10h Video Support Service Entry Point
 405 void VISIBLE16
 406 handle_10(struct bregs *regs)
 407 {
 408     debug_enter(regs);
 409     // dont do anything, since the VGA BIOS handles int10h requests
 410 }
 411
 412 void VISIBLE16
 413 handle_nmi()
 414 {
 415     debug_isr();
 416     BX_PANIC("NMI Handler called\n");
 417 }
 418
 419 // INT 75 - IRQ13 - MATH COPROCESSOR EXCEPTION
 420 void VISIBLE16
 421 handle_75()
 422 {
 423     debug_isr();
 424
 425     // clear irq13
 426     outb(0, PORT_MATH_CLEAR);
 427     // clear interrupt
 428     eoi_both_pics();
 429     // legacy nmi call
 430     struct bregs br;
 431     memset(&br, 0, sizeof(br));
 432     call16_int(0x02, &br);
 433 }