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 #include "memmap.h" // E820_RAM
  12
  13 // Use PS2 System Control port A to set A20 enable
  14 static inline u8
  15 set_a20(u8 cond)
  16 {
  17     // get current setting first
  18     u8 newval, oldval = inb(PORT_A20);
  19     if (cond)
  20         newval = oldval | 0x02;
  21     else
  22         newval = oldval & ~0x02;
  23     outb(newval, PORT_A20);
  24
  25     return (newval & 0x02) != 0;
  26 }
  27
  28 static void
  29 handle_152400(struct bregs *regs)
  30 {
  31     set_a20(0);
  32     set_code_success(regs);
  33 }
  34
  35 static void
  36 handle_152401(struct bregs *regs)
  37 {
  38     set_a20(1);
  39     set_code_success(regs);
  40 }
  41
  42 static void
  43 handle_152402(struct bregs *regs)
  44 {
  45     regs->al = !!(inb(PORT_A20) & 0x20);
  46     set_code_success(regs);
  47 }
  48
  49 static void
  50 handle_152403(struct bregs *regs)
  51 {
  52     regs->bx = 3;
  53     set_code_success(regs);
  54 }
  55
  56 static void
  57 handle_1524XX(struct bregs *regs)
  58 {
  59     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
  60 }
  61
  62 static void
  63 handle_1524(struct bregs *regs)
  64 {
  65     switch (regs->al) {
  66     case 0x00: handle_152400(regs); break;
  67     case 0x01: handle_152401(regs); break;
  68     case 0x02: handle_152402(regs); break;
  69     case 0x03: handle_152403(regs); break;
  70     default:   handle_1524XX(regs); break;
  71     }
  72 }
  73
  74 // removable media eject
  75 static void
  76 handle_1552(struct bregs *regs)
  77 {
  78     set_code_success(regs);
  79 }
  80
  81 static void
  82 handle_1587(struct bregs *regs)
  83 {
  84     // +++ should probably have descriptor checks
  85     // +++ should have exception handlers
  86
  87     u8 prev_a20_enable = set_a20(1); // enable A20 line
  88
  89     // 128K max of transfer on 386+ ???
  90     // source == destination ???
  91
  92     // ES:SI points to descriptor table
  93     // offset   use     initially  comments
  94     // ==============================================
  95     // 00..07   Unused  zeros      Null descriptor
  96     // 08..0f   GDT     zeros      filled in by BIOS
  97     // 10..17   source  ssssssss   source of data
  98     // 18..1f   dest    dddddddd   destination of data
  99     // 20..27   CS      zeros      filled in by BIOS
 100     // 28..2f   SS      zeros      filled in by BIOS
 101
 102     //es:si
 103     //eeee0
 104     //0ssss
 105     //-----
 106
 107 // check for access rights of source & dest here
 108
 109     // Initialize GDT descriptor
 110     SET_SEG(ES, regs->es);
 111     u16 si = regs->si;
 112     u16 base15_00 = (regs->es << 4) + si;
 113     u16 base23_16 = regs->es >> 12;
 114     if (base15_00 < (u16)(regs->es<<4))
 115         base23_16++;
 116     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+0), 47);       // limit 15:00 = 6 * 8bytes/descriptor
 117     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+2), base15_00);// base 15:00
 118     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+4), base23_16);// base 23:16
 119     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+5), 0x93);     // access
 120     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
 121
 122     // Initialize CS descriptor
 123     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+0), 0xffff);// limit 15:00 = normal 64K limit
 124     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+2), 0x0000);// base 15:00
 125     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+4), 0x000f);// base 23:16
 126     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+5), 0x9b);  // access
 127     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+6), 0x0000);// base 31:24/reserved/limit 19:16
 128
 129     // Initialize SS descriptor
 130     u16 ss = GET_SEG(SS);
 131     base15_00 = ss << 4;
 132     base23_16 = ss >> 12;
 133     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+0), 0xffff);   // limit 15:00 = normal 64K limit
 134     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+2), base15_00);// base 15:00
 135     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+4), base23_16);// base 23:16
 136     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+5), 0x93);     // access
 137     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
 138
 139     u16 count = regs->cx;
 140     asm volatile(
 141         // Load new descriptor tables
 142         "lgdtw %%es:0x8(%%si)\n"
 143         "lidtw %%cs:pmode_IDT_info\n"
 144
 145         // set PE bit in CR0
 146         "movl %%cr0, %%eax\n"
 147         "orb $0x01, %%al\n"
 148         "movl %%eax, %%cr0\n"
 149
 150         // far jump to flush CPU queue after transition to protected mode
 151         "ljmpw $0x0020, $1f\n"
 152         "1:\n"
 153
 154         // GDT points to valid descriptor table, now load DS, ES
 155         "movw $0x10, %%ax\n" // 010 000 = 2nd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 156         "movw %%ax, %%ds\n"
 157         "movw $0x18, %%ax\n" // 011 000 = 3rd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 158         "movw %%ax, %%es\n"
 159
 160         // move CX words from DS:SI to ES:DI
 161         "xorw %%si, %%si\n"
 162         "xorw %%di, %%di\n"
 163         "rep movsw\n"
 164
 165         // reset PG bit in CR0 ???
 166         "movl %%cr0, %%eax\n"
 167         "andb $0xfe, %%al\n"
 168         "movl %%eax, %%cr0\n"
 169
 170         // far jump to flush CPU queue after transition to real mode
 171         "ljmpw $0xf000, $2f\n"
 172         "2:\n"
 173
 174         // restore IDT to normal real-mode defaults
 175         "lidt %%cs:rmode_IDT_info\n"
 176
 177         // Restore %ds (from %ss)
 178         "movw %%ss, %%ax\n"
 179         "movw %%ax, %%ds\n"
 180         : "+c"(count), "+S"(si)
 181         : : "eax", "di", "cc"); // XXX - also clobbers %es
 182
 183     set_a20(prev_a20_enable);
 184
 185     set_code_success(regs);
 186 }
 187
 188 // Get the amount of extended memory (above 1M)
 189 static void
 190 handle_1588(struct bregs *regs)
 191 {
 192     u32 rs = GET_EBDA(ram_size);
 193
 194     // According to Ralf Brown's interrupt the limit should be 15M,
 195     // but real machines mostly return max. 63M.
 196     if (rs > 64*1024*1024)
 197         regs->ax = 63 * 1024;
 198     else
 199         regs->ax = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 200     set_success(regs);
 201 }
 202
 203 // Device busy interrupt.  Called by Int 16h when no key available
 204 static void
 205 handle_1590(struct bregs *regs)
 206 {
 207 }
 208
 209 // Interrupt complete.  Called by Int 16h when key becomes available
 210 static void
 211 handle_1591(struct bregs *regs)
 212 {
 213 }
 214
 215 // keyboard intercept
 216 static void
 217 handle_154f(struct bregs *regs)
 218 {
 219     set_fail_silent(regs);
 220 }
 221
 222 static void
 223 handle_15c0(struct bregs *regs)
 224 {
 225     regs->es = SEG_BIOS;
 226     regs->bx = (u32)&BIOS_CONFIG_TABLE;
 227     set_code_success(regs);
 228 }
 229
 230 static void
 231 handle_15c1(struct bregs *regs)
 232 {
 233     regs->es = GET_BDA(ebda_seg);
 234     set_success(regs);
 235 }
 236
 237 static void
 238 handle_15e801(struct bregs *regs)
 239 {
 240     // my real system sets ax and bx to 0
 241     // this is confirmed by Ralph Brown list
 242     // but syslinux v1.48 is known to behave
 243     // strangely if ax is set to 0
 244     // regs.u.r16.ax = 0;
 245     // regs.u.r16.bx = 0;
 246
 247     u32 rs = GET_EBDA(ram_size);
 248
 249     // Get the amount of extended memory (above 1M)
 250     if (rs > 16*1024*1024) {
 251         // limit to 15M
 252         regs->cx = 15*1024;
 253         // Get the amount of extended memory above 16M in 64k blocks
 254         regs->dx = (rs - 16*1024*1024) / (64*1024);
 255     } else {
 256         regs->cx = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 257         regs->dx = 0;
 258     }
 259
 260     // Set configured memory equal to extended memory
 261     regs->ax = regs->cx;
 262     regs->bx = regs->dx;
 263
 264     set_success(regs);
 265 }
 266
 267 static void
 268 handle_15e820(struct bregs *regs)
 269 {
 270     int count = GET_EBDA(e820_count);
 271     if (regs->edx != 0x534D4150 || regs->bx >= count) {
 272         set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 273         return;
 274     }
 275
 276     struct e820entry *e = &((struct e820entry *)GET_EBDA(e820_loc))[regs->bx];
 277     memcpy(MAKE_FARPTR(regs->es, regs->di), e, sizeof(*e));
 278     if (regs->bx == count-1)
 279         regs->ebx = 0;
 280     else
 281         regs->ebx++;
 282     regs->eax = 0x534D4150;
 283     regs->ecx = sizeof(*e);
 284     set_success(regs);
 285 }
 286
 287 static void
 288 handle_15e8XX(struct bregs *regs)
 289 {
 290     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 291 }
 292
 293 static void
 294 handle_15e8(struct bregs *regs)
 295 {
 296     switch (regs->al) {
 297     case 0x01: handle_15e801(regs); break;
 298     case 0x20: handle_15e820(regs); break;
 299     default:   handle_15e8XX(regs); break;
 300     }
 301 }
 302
 303 static void
 304 handle_15XX(struct bregs *regs)
 305 {
 306     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 307 }
 308
 309 // INT 15h System Services Entry Point
 310 void VISIBLE16
 311 handle_15(struct bregs *regs)
 312 {
 313     //debug_enter(regs);
 314     switch (regs->ah) {
 315     case 0x24: handle_1524(regs); break;
 316     case 0x4f: handle_154f(regs); break;
 317     case 0x52: handle_1552(regs); break;
 318     case 0x53: handle_1553(regs); break;
 319     case 0x83: handle_1583(regs); break;
 320     case 0x86: handle_1586(regs); break;
 321     case 0x87: handle_1587(regs); break;
 322     case 0x88: handle_1588(regs); break;
 323     case 0x90: handle_1590(regs); break;
 324     case 0x91: handle_1591(regs); break;
 325     case 0xc0: handle_15c0(regs); break;
 326     case 0xc1: handle_15c1(regs); break;
 327     case 0xc2: handle_15c2(regs); break;
 328     case 0xe8: handle_15e8(regs); break;
 329     default:   handle_15XX(regs); break;
 330     }
 331 }
 332
 333 // INT 12h Memory Size Service Entry Point
 334 void VISIBLE16
 335 handle_12(struct bregs *regs)
 336 {
 337     debug_enter(regs);
 338     regs->ax = GET_BDA(mem_size_kb);
 339 }
 340
 341 // INT 11h Equipment List Service Entry Point
 342 void VISIBLE16
 343 handle_11(struct bregs *regs)
 344 {
 345     debug_enter(regs);
 346     regs->ax = GET_BDA(equipment_list_flags);
 347 }
 348
 349 // INT 05h Print Screen Service Entry Point
 350 void VISIBLE16
 351 handle_05(struct bregs *regs)
 352 {
 353     debug_enter(regs);
 354 }
 355
 356 // INT 10h Video Support Service Entry Point
 357 void VISIBLE16
 358 handle_10(struct bregs *regs)
 359 {
 360     debug_enter(regs);
 361     // dont do anything, since the VGA BIOS handles int10h requests
 362 }
 363
 364 void VISIBLE16
 365 handle_nmi()
 366 {
 367     debug_isr();
 368     BX_PANIC("NMI Handler called\n");
 369 }
 370
 371 // INT 75 - IRQ13 - MATH COPROCESSOR EXCEPTION
 372 void VISIBLE16
 373 handle_75()
 374 {
 375     debug_isr();
 376
 377     // clear irq13
 378     outb(0, PORT_MATH_CLEAR);
 379     // clear interrupt
 380     eoi_both_pics();
 381     // legacy nmi call
 382     struct bregs br;
 383     memset(&br, 0, sizeof(br));
 384     call16_int(0x02, &br);
 385 }