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 #include "pic.h" // eoi_pic2
  13
  14 // Use PS2 System Control port A to set A20 enable
  15 static inline u8
  16 set_a20(u8 cond)
  17 {
  18     // get current setting first
  19     u8 newval, oldval = inb(PORT_A20);
  20     if (cond)
  21         newval = oldval | 0x02;
  22     else
  23         newval = oldval & ~0x02;
  24     outb(newval, PORT_A20);
  25
  26     return (newval & 0x02) != 0;
  27 }
  28
  29 static void
  30 handle_152400(struct bregs *regs)
  31 {
  32     set_a20(0);
  33     set_code_success(regs);
  34 }
  35
  36 static void
  37 handle_152401(struct bregs *regs)
  38 {
  39     set_a20(1);
  40     set_code_success(regs);
  41 }
  42
  43 static void
  44 handle_152402(struct bregs *regs)
  45 {
  46     regs->al = !!(inb(PORT_A20) & 0x20);
  47     set_code_success(regs);
  48 }
  49
  50 static void
  51 handle_152403(struct bregs *regs)
  52 {
  53     regs->bx = 3;
  54     set_code_success(regs);
  55 }
  56
  57 static void
  58 handle_1524XX(struct bregs *regs)
  59 {
  60     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
  61 }
  62
  63 static void
  64 handle_1524(struct bregs *regs)
  65 {
  66     switch (regs->al) {
  67     case 0x00: handle_152400(regs); break;
  68     case 0x01: handle_152401(regs); break;
  69     case 0x02: handle_152402(regs); break;
  70     case 0x03: handle_152403(regs); break;
  71     default:   handle_1524XX(regs); break;
  72     }
  73 }
  74
  75 // removable media eject
  76 static void
  77 handle_1552(struct bregs *regs)
  78 {
  79     set_code_success(regs);
  80 }
  81
  82 static void
  83 handle_1587(struct bregs *regs)
  84 {
  85     // +++ should probably have descriptor checks
  86     // +++ should have exception handlers
  87
  88     u8 prev_a20_enable = set_a20(1); // enable A20 line
  89
  90     // 128K max of transfer on 386+ ???
  91     // source == destination ???
  92
  93     // ES:SI points to descriptor table
  94     // offset   use     initially  comments
  95     // ==============================================
  96     // 00..07   Unused  zeros      Null descriptor
  97     // 08..0f   GDT     zeros      filled in by BIOS
  98     // 10..17   source  ssssssss   source of data
  99     // 18..1f   dest    dddddddd   destination of data
 100     // 20..27   CS      zeros      filled in by BIOS
 101     // 28..2f   SS      zeros      filled in by BIOS
 102
 103     //es:si
 104     //eeee0
 105     //0ssss
 106     //-----
 107
 108 // check for access rights of source & dest here
 109
 110     // Initialize GDT descriptor
 111     SET_SEG(ES, regs->es);
 112     u16 si = regs->si;
 113     u16 base15_00 = (regs->es << 4) + si;
 114     u16 base23_16 = regs->es >> 12;
 115     if (base15_00 < (u16)(regs->es<<4))
 116         base23_16++;
 117     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+0), 47);       // limit 15:00 = 6 * 8bytes/descriptor
 118     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+2), base15_00);// base 15:00
 119     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+4), base23_16);// base 23:16
 120     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+5), 0x93);     // access
 121     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
 122
 123     // Initialize CS descriptor
 124     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+0), 0xffff);// limit 15:00 = normal 64K limit
 125     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+2), 0x0000);// base 15:00
 126     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+4), 0x000f);// base 23:16
 127     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+5), 0x9b);  // access
 128     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+6), 0x0000);// base 31:24/reserved/limit 19:16
 129
 130     // Initialize SS descriptor
 131     u16 ss = GET_SEG(SS);
 132     base15_00 = ss << 4;
 133     base23_16 = ss >> 12;
 134     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+0), 0xffff);   // limit 15:00 = normal 64K limit
 135     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+2), base15_00);// base 15:00
 136     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+4), base23_16);// base 23:16
 137     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+5), 0x93);     // access
 138     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
 139
 140     u16 count = regs->cx;
 141     asm volatile(
 142         // Load new descriptor tables
 143         "lgdtw %%es:0x8(%%si)\n"
 144         "lidtw %%cs:pmode_IDT_info\n"
 145
 146         // set PE bit in CR0
 147         "movl %%cr0, %%eax\n"
 148         "orb $0x01, %%al\n"
 149         "movl %%eax, %%cr0\n"
 150
 151         // far jump to flush CPU queue after transition to protected mode
 152         "ljmpw $0x0020, $1f\n"
 153         "1:\n"
 154
 155         // GDT points to valid descriptor table, now load DS, ES
 156         "movw $0x10, %%ax\n" // 010 000 = 2nd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 157         "movw %%ax, %%ds\n"
 158         "movw $0x18, %%ax\n" // 011 000 = 3rd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
 159         "movw %%ax, %%es\n"
 160
 161         // move CX words from DS:SI to ES:DI
 162         "xorw %%si, %%si\n"
 163         "xorw %%di, %%di\n"
 164         "rep movsw\n"
 165
 166         // reset PG bit in CR0 ???
 167         "movl %%cr0, %%eax\n"
 168         "andb $0xfe, %%al\n"
 169         "movl %%eax, %%cr0\n"
 170
 171         // far jump to flush CPU queue after transition to real mode
 172         "ljmpw $0xf000, $2f\n"
 173         "2:\n"
 174
 175         // restore IDT to normal real-mode defaults
 176         "lidt %%cs:rmode_IDT_info\n"
 177
 178         // Restore %ds (from %ss)
 179         "movw %%ss, %%ax\n"
 180         "movw %%ax, %%ds\n"
 181         : "+c"(count), "+S"(si)
 182         : : "eax", "di", "cc"); // XXX - also clobbers %es
 183
 184     set_a20(prev_a20_enable);
 185
 186     set_code_success(regs);
 187 }
 188
 189 // Get the amount of extended memory (above 1M)
 190 static void
 191 handle_1588(struct bregs *regs)
 192 {
 193     u32 rs = GET_EBDA(ram_size);
 194
 195     // According to Ralf Brown's interrupt the limit should be 15M,
 196     // but real machines mostly return max. 63M.
 197     if (rs > 64*1024*1024)
 198         regs->ax = 63 * 1024;
 199     else
 200         regs->ax = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 201     set_success(regs);
 202 }
 203
 204 // Device busy interrupt.  Called by Int 16h when no key available
 205 static void
 206 handle_1590(struct bregs *regs)
 207 {
 208 }
 209
 210 // Interrupt complete.  Called by Int 16h when key becomes available
 211 static void
 212 handle_1591(struct bregs *regs)
 213 {
 214 }
 215
 216 // keyboard intercept
 217 static void
 218 handle_154f(struct bregs *regs)
 219 {
 220     set_fail_silent(regs);
 221 }
 222
 223 static void
 224 handle_15c0(struct bregs *regs)
 225 {
 226     regs->es = SEG_BIOS;
 227     regs->bx = (u32)&BIOS_CONFIG_TABLE;
 228     set_code_success(regs);
 229 }
 230
 231 static void
 232 handle_15c1(struct bregs *regs)
 233 {
 234     regs->es = GET_BDA(ebda_seg);
 235     set_success(regs);
 236 }
 237
 238 static void
 239 handle_15e801(struct bregs *regs)
 240 {
 241     // my real system sets ax and bx to 0
 242     // this is confirmed by Ralph Brown list
 243     // but syslinux v1.48 is known to behave
 244     // strangely if ax is set to 0
 245     // regs.u.r16.ax = 0;
 246     // regs.u.r16.bx = 0;
 247
 248     u32 rs = GET_EBDA(ram_size);
 249
 250     // Get the amount of extended memory (above 1M)
 251     if (rs > 16*1024*1024) {
 252         // limit to 15M
 253         regs->cx = 15*1024;
 254         // Get the amount of extended memory above 16M in 64k blocks
 255         regs->dx = (rs - 16*1024*1024) / (64*1024);
 256     } else {
 257         regs->cx = (rs - 1*1024*1024) / 1024;
 258         regs->dx = 0;
 259     }
 260
 261     // Set configured memory equal to extended memory
 262     regs->ax = regs->cx;
 263     regs->bx = regs->dx;
 264
 265     set_success(regs);
 266 }
 267
 268 static void
 269 handle_15e820(struct bregs *regs)
 270 {
 271     int count = GET_EBDA(e820_count);
 272     if (regs->edx != 0x534D4150 || regs->bx >= count) {
 273         set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 274         return;
 275     }
 276
 277     struct e820entry *e = &((struct e820entry *)GET_EBDA(e820_loc))[regs->bx];
 278     memcpy(MAKE_FARPTR(regs->es, regs->di), e, sizeof(*e));
 279     if (regs->bx == count-1)
 280         regs->ebx = 0;
 281     else
 282         regs->ebx++;
 283     regs->eax = 0x534D4150;
 284     regs->ecx = sizeof(*e);
 285     set_success(regs);
 286 }
 287
 288 static void
 289 handle_15e8XX(struct bregs *regs)
 290 {
 291     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 292 }
 293
 294 static void
 295 handle_15e8(struct bregs *regs)
 296 {
 297     switch (regs->al) {
 298     case 0x01: handle_15e801(regs); break;
 299     case 0x20: handle_15e820(regs); break;
 300     default:   handle_15e8XX(regs); break;
 301     }
 302 }
 303
 304 static void
 305 handle_15XX(struct bregs *regs)
 306 {
 307     set_code_fail(regs, RET_EUNSUPPORTED);
 308 }
 309
 310 // INT 15h System Services Entry Point
 311 void VISIBLE16
 312 handle_15(struct bregs *regs)
 313 {
 314     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_15);
 315     switch (regs->ah) {
 316     case 0x24: handle_1524(regs); break;
 317     case 0x4f: handle_154f(regs); break;
 318     case 0x52: handle_1552(regs); break;
 319     case 0x53: handle_1553(regs); break;
 320     case 0x83: handle_1583(regs); break;
 321     case 0x86: handle_1586(regs); break;
 322     case 0x87: handle_1587(regs); break;
 323     case 0x88: handle_1588(regs); break;
 324     case 0x90: handle_1590(regs); break;
 325     case 0x91: handle_1591(regs); break;
 326     case 0xc0: handle_15c0(regs); break;
 327     case 0xc1: handle_15c1(regs); break;
 328     case 0xc2: handle_15c2(regs); break;
 329     case 0xe8: handle_15e8(regs); break;
 330     default:   handle_15XX(regs); break;
 331     }
 332 }
 333
 334 // INT 12h Memory Size Service Entry Point
 335 void VISIBLE16
 336 handle_12(struct bregs *regs)
 337 {
 338     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_12);
 339     regs->ax = GET_BDA(mem_size_kb);
 340 }
 341
 342 // INT 11h Equipment List Service Entry Point
 343 void VISIBLE16
 344 handle_11(struct bregs *regs)
 345 {
 346     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_11);
 347     regs->ax = GET_BDA(equipment_list_flags);
 348 }
 349
 350 // INT 05h Print Screen Service Entry Point
 351 void VISIBLE16
 352 handle_05(struct bregs *regs)
 353 {
 354     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_05);
 355 }
 356
 357 // INT 10h Video Support Service Entry Point
 358 void VISIBLE16
 359 handle_10(struct bregs *regs)
 360 {
 361     debug_enter(regs, DEBUG_HDL_10);
 362     // dont do anything, since the VGA BIOS handles int10h requests
 363 }
 364
 365 void VISIBLE16
 366 handle_nmi()
 367 {
 368     debug_isr(DEBUG_ISR_nmi);
 369     BX_PANIC("NMI Handler called\n");
 370 }
 371
 372 void
 373 mathcp_setup()
 374 {
 375     dprintf(3, "math cp init\n");
 376     // 80x87 coprocessor installed
 377     SETBITS_BDA(equipment_list_flags, 0x02);
 378     // Enable IRQ13 (handle_75)
 379     unmask_pic2(PIC2_IRQ13);
 380 }
 381
 382 // INT 75 - IRQ13 - MATH COPROCESSOR EXCEPTION
 383 void VISIBLE16
 384 handle_75()
 385 {
 386     debug_isr(DEBUG_ISR_75);
 387
 388     // clear irq13
 389     outb(0, PORT_MATH_CLEAR);
 390     // clear interrupt
 391     eoi_pic2();
 392     // legacy nmi call
 393     struct bregs br;
 394     memset(&br, 0, sizeof(br));
 395     call16_int(0x02, &br);
 396 }