3ca9d28f4a140fa2dfc57b951b2a36031912dd08
[people/lynusvaz/gpxe.git] / src / arch / i386 / image / comboot.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008 Daniel Verkamp <daniel@drv.nu>.
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
6  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
7  * License, or any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
17  */
18
19 /**
20  * @file
21  *
22  * SYSLINUX COMBOOT (16-bit) image format
23  *
24  */
25
26 #include <stdint.h>
27 #include <stdlib.h>
28 #include <string.h>
29 #include <strings.h>
30 #include <errno.h>
31 #include <assert.h>
32 #include <realmode.h>
33 #include <basemem.h>
34 #include <comboot.h>
35 #include <gpxe/uaccess.h>
36 #include <gpxe/image.h>
37 #include <gpxe/segment.h>
38 #include <gpxe/init.h>
39 #include <gpxe/features.h>
40
41 FEATURE ( FEATURE_IMAGE, "COMBOOT", DHCP_EB_FEATURE_COMBOOT, 1 );
42
43 struct image_type comboot_image_type __image_type ( PROBE_NORMAL );
44
45 /**
46  * COMBOOT PSP, copied to offset 0 of code segment
47  */
48 struct comboot_psp {
49         /** INT 20 instruction, executed if COMBOOT image returns with RET */
50         uint16_t int20;
51         /** Segment of first non-free paragraph of memory */
52         uint16_t first_non_free_para;
53 };
54
55 /** Offset in PSP of command line */
56 #define COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET 0x81
57
58 /** Maximum length of command line in PSP
59  * (127 bytes minus space and CR) */
60 #define COMBOOT_MAX_CMDLINE_LEN    125
61
62
63 /**
64  * Copy command line to PSP
65  * 
66  * @v image             COMBOOT image
67  */
68 static void comboot_copy_cmdline ( struct image * image, userptr_t seg_userptr ) {
69         const char *cmdline = ( image->cmdline ? image->cmdline : "" );
70         int cmdline_len = strlen ( cmdline );
71         if( cmdline_len > COMBOOT_MAX_CMDLINE_LEN )
72                 cmdline_len = COMBOOT_MAX_CMDLINE_LEN;
73         uint8_t len_byte = cmdline_len;
74         char spc = ' ', cr = '\r';
75
76         /* Copy length to byte before command line */
77         copy_to_user ( seg_userptr, COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET - 1,
78                        &len_byte, 1 );
79
80         /* Command line starts with space */
81         copy_to_user ( seg_userptr,
82                        COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET,
83                        &spc, 1 );
84
85         /* Copy command line */
86         copy_to_user ( seg_userptr,
87                        COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET + 1,
88                        cmdline, cmdline_len );
89
90         /* Command line ends with CR */
91         copy_to_user ( seg_userptr,
92                        COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET + cmdline_len + 1,
93                        &cr, 1 );
94 }
95
96 /**
97  * Initialize PSP
98  * 
99  * @v image             COMBOOT image
100  * @v seg_userptr       segment to initialize
101  */
102 static void comboot_init_psp ( struct image * image, userptr_t seg_userptr ) {
103         struct comboot_psp psp;
104
105         /* Fill PSP */
106
107         /* INT 20h instruction, byte order reversed */
108         psp.int20 = 0x20CD;
109
110         /* get_fbms() returns BIOS free base memory counter, which is in
111          * kilobytes; x * 1024 / 16 == x * 64 == x << 6 */
112         psp.first_non_free_para = get_fbms() << 6;
113
114         DBGC ( image, "COMBOOT %p: first non-free paragraph = 0x%x\n",
115                image, psp.first_non_free_para );
116
117         /* Copy the PSP to offset 0 of segment.
118          * The rest of the PSP was already zeroed by
119          * comboot_prepare_segment. */
120         copy_to_user ( seg_userptr, 0, &psp, sizeof( psp ) );
121
122         /* Copy the command line to the PSP */
123         comboot_copy_cmdline ( image, seg_userptr );
124 }
125
126 /**
127  * Execute COMBOOT image
128  *
129  * @v image             COMBOOT image
130  * @ret rc              Return status code
131  */
132 static int comboot_exec ( struct image *image ) {
133         userptr_t seg_userptr = real_to_user ( COMBOOT_PSP_SEG, 0 );
134         int state;
135
136         state = setjmp ( comboot_return );
137
138         switch ( state ) {
139         case 0: /* First time through; invoke COMBOOT program */
140
141                 /* Initialize PSP */
142                 comboot_init_psp ( image, seg_userptr );
143
144                 /* Hook COMBOOT API interrupts */
145                 hook_comboot_interrupts();
146
147                 DBGC ( image, "executing 16-bit COMBOOT image at %4x:0100\n",
148                        COMBOOT_PSP_SEG );
149
150                 /* Unregister image, so that a "boot" command doesn't
151                  * throw us into an execution loop.  We never
152                  * reregister ourselves; COMBOOT images expect to be
153                  * removed on exit.
154                  */
155                 unregister_image ( image );
156
157                 /* Store stack segment at 0x38 and stack pointer at 0x3A
158                  * in the PSP and jump to the image */
159                 __asm__ __volatile__ (
160                     REAL_CODE ( /* Save return address with segment on old stack */
161                                     "popw %%ax\n\t"
162                                     "pushw %%cs\n\t"
163                                     "pushw %%ax\n\t"
164                                     /* Set DS=ES=segment with image */
165                                     "movw %w0, %%ds\n\t"
166                                     "movw %w0, %%es\n\t"
167                                     /* Set SS:SP to new stack (end of image segment) */
168                                     "movw %w0, %%ss\n\t"
169                                     "xor %%sp, %%sp\n\t"
170                                     "pushw $0\n\t"
171                                     "pushw %w0\n\t"
172                                     "pushw $0x100\n\t"
173                                     /* Zero registers (some COM files assume GP regs are 0) */
174                                     "xorw %%ax, %%ax\n\t"
175                                     "xorw %%bx, %%bx\n\t"
176                                     "xorw %%cx, %%cx\n\t"
177                                     "xorw %%dx, %%dx\n\t"
178                                     "xorw %%si, %%si\n\t"
179                                     "xorw %%di, %%di\n\t"
180                                     "xorw %%bp, %%bp\n\t"
181                                     "lret\n\t" )
182                                          : : "r" ( COMBOOT_PSP_SEG ) : "eax" );
183                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: returned\n", image );
184                 break;
185
186         case COMBOOT_EXIT:
187                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: exited\n", image );
188                 break;
189
190         case COMBOOT_EXIT_RUN_KERNEL:
191                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: exited to run kernel %p\n",
192                        image, comboot_replacement_image );
193                 image->replacement = comboot_replacement_image;
194                 image_autoload ( image->replacement );
195                 break;
196
197         case COMBOOT_EXIT_COMMAND:
198                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: exited after executing command\n",
199                        image );
200                 break;
201
202         default:
203                 assert ( 0 );
204                 break;
205         }
206
207         comboot_force_text_mode();
208
209         return 0;
210 }
211
212 /**
213  * Check image name extension
214  * 
215  * @v image             COMBOOT image
216  * @ret rc              Return status code
217  */
218 static int comboot_identify ( struct image *image ) {
219         const char *ext;
220
221         ext = strrchr( image->name, '.' );
222
223         if ( ! ext ) {
224                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: no extension\n",
225                        image );
226                 return -ENOEXEC;
227         }
228
229         ++ext;
230
231         if ( strcasecmp( ext, "com" ) && strcasecmp( ext, "cbt" ) ) {
232                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: unrecognized extension %s\n",
233                        image, ext );
234                 return -ENOEXEC;
235         }
236
237         return 0;
238 }
239
240 /**
241  * Load COMBOOT image into memory, preparing a segment and returning it
242  * @v image             COMBOOT image
243  * @ret rc              Return status code
244  */
245 static int comboot_prepare_segment ( struct image *image )
246 {
247         userptr_t seg_userptr;
248         size_t filesz, memsz;
249         int rc;
250
251         /* Load image in segment */
252         seg_userptr = real_to_user ( COMBOOT_PSP_SEG, 0 );
253
254         /* Allow etra 0x100 bytes before image for PSP */
255         filesz = image->len + 0x100; 
256
257         /* Ensure the entire 64k segment is free */
258         memsz = 0xFFFF;
259
260         /* Prepare, verify, and load the real-mode segment */
261         if ( ( rc = prep_segment ( seg_userptr, filesz, memsz ) ) != 0 ) {
262                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: could not prepare segment: %s\n",
263                        image, strerror ( rc ) );
264                 return rc;
265         }
266
267         /* Zero PSP */
268         memset_user ( seg_userptr, 0, 0, 0x100 );
269
270         /* Copy image to segment:0100 */
271         memcpy_user ( seg_userptr, 0x100, image->data, 0, image->len );
272
273         return 0;
274 }
275
276 /**
277  * Load COMBOOT image into memory
278  *
279  * @v image             COMBOOT image
280  * @ret rc              Return status code
281  */
282 static int comboot_load ( struct image *image ) {
283         int rc;
284
285         DBGC ( image, "COMBOOT %p: name '%s'\n",
286                image, image->name );
287
288         /* Check if this is a COMBOOT image */
289         if ( ( rc = comboot_identify ( image ) ) != 0 ) {
290                 
291                 return rc;
292         }
293
294         /* This is a 16-bit COMBOOT image, valid or otherwise */
295         if ( ! image->type )
296                 image->type = &comboot_image_type;
297         
298         /* Sanity check for filesize */
299         if( image->len >= 0xFF00 ) {
300                 DBGC( image, "COMBOOT %p: image too large\n",
301                       image );
302                 return -ENOEXEC;
303         }
304
305         /* Prepare segment and load image */
306         if ( ( rc = comboot_prepare_segment ( image ) ) != 0 ) {
307                 return rc;
308         }
309
310         return 0;
311 }
312
313 /** SYSLINUX COMBOOT (16-bit) image type */
314 struct image_type comboot_image_type __image_type ( PROBE_NORMAL ) = {
315         .name = "COMBOOT",
316         .load = comboot_load,
317         .exec = comboot_exec,
318 };